PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Cytotoxicity Elicited by Molybdenum Disulphide in Different Size of Particles in Human Airway Cells

Autorzy
Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Ocena cytotoksycznego działania cząstek disiarczku molibdenu na komórki układu oddechowego
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The present investigation was aimed to study the cytotoxic response induced by molybdenum disulfide in nano- (MoS2-NPs) and micro- (MoS2-MPs) size of particle in human bronchial (BEAS-2B) and alveolar (A549) cells. The cells were exposed with different particle size of MoS2 in concentrations range 1-200 μg/mL for 24, 48, and 72 h, and then the cytotoxicity assays (MTT and NRU) was performed. Afterwards, long-term toxicity was assessed by colony forming efficiency assay (CFEA) during 10 days exposure of the cells. Both MoS2-NPs and MoS2-MPs showed similar, weak cytotoxic effects on BEAS-2B and A549 cells assessed by MTT assay, that is reduction of cell viability to approx. 60-70% at concentrations of 2.5 and 5 μg/mL. The percentage viability remained relatively constant at this level across all concentrations above 5 μg/mL. In long-term exposure, both MoS2 inhibited colony formation in a wider range of concentrations to 200 μg/mL. MoS2-NPs were slightly more cytotoxic than MoS2-MPs. The data suggest the low potential hazardous nature of both MoS2 tested with an indication of higher toxicity of MoS2-NPs.
PL
Celem badań była ocena cytotoksycznego działania nano- (MoS2-NPs) i mikrometrycznego (MoS2-MPs) disiarczku molibdenu na ludzkie komórki nabłonka oskrzelików (BEAS-2B) i pęcherzyków (A549) płuc. Komórki narażano na różnej wielkości cząstki MoS2 w zakresie stężeń 1-200 μg/ml przez 24, 48 i 72 h. Badano wpływ obu rodzaju cząstek MoS2 na integralność błon komórkowych (test NRU) oraz aktywność metaboliczną komórek (test MTT). Oceniano również zdolność komórek do proliferacji po długotrwałym (10 dni) narażeniu na podstawie testu efektywności formowania kolonii (CFEA). Oba MoS2 powodowały podobne, słabe działanie cytotoksyczne na komórki oceniane testem MTT, tj. obniżenie przeżywalności komórek do ok. 60-70% w stężeniach of 2,5 and 5 μg/mL po 24 h, które w niewielkim stopniu nasilało się z czasem narażenia, natomiast nie obserwowano wzrostu cytotoksyczności ze wzrostem stężenia. Po długotrwałej ekspozycji (10 dni) oba MoS2 hamowały zdolność tworzenia kolonii w szerszym zakresie stężeń tj. do 200 μg/mL, przy czym MoS2-NPs wykazywały silniejsze działanie ograniczające zdolność komórek do proliferacji niż MoS2-MPs. Dane wskazują na niski potencjał toksyczny obu badanych MoS2 ze wskazaniem wyższej toksyczności MoS2-NP.
Rocznik
Strony
794--809
Opis fizyczny
Bibliogr. 42 poz., rys.
Twórcy
autor
  • Central Institute for Labour Protection – National Research Institute (CIOP-PIB), Warsaw, Poland
Bibliografia
  • 1. Appel, J.H., Li, D.O., Podlevsky, J.D., Debate, A., Green, A.A., Wang, Q.H., Chae, J. (2016). Low Cytotoxicity and Genotoxicity of Two-Dimensional MoS2 and WS2. ACS Biomater. Sci. Eng. 2(3), 361-367.
  • 2. Borenfreund, E., and Puerner, J.A., (1985). A simple quantitative procedure using monolayers cultures for cytotoxicity assays (HTD/NR90). J Tissue Culture Methods 9(1), 7-9.
  • 3. Casey, A., Herzog, E., Davoren, M., Lyng, F.M., Byrne, H.J., Chambers, G. (2007). Spectroscopic analysis confirms the interactions between single walled carbon nanotubes and various dyes commonly used to assess cytotoxicity. Carbon, 45, 1425-1432.
  • 4. Chen, Y., Tan, C., Zhang, H., Wang, L. (2015). Two-dimensional graphene analogues for biomedical applications. Chem. Soc. Rev. 44, 2681-2701.
  • 5. Chng, E.L.K., Sofer, Z., Pumera, M. (2014). MoS2 Exhibits Stronger Toxicity with Increased Exfoliation. Nanoscale, 6(23), 14412-8.
  • 6. Combes, R.D., and Balls, M. (2011). Integrated Testing Strategies for Toxicity Employing New and Existing Technologies. ATLA, 39, 213-225.
  • 7. Corazzari, I., Deorsola, F., Gulino, G., Aldieri, E., Bensaid, S., Turci, F., Fino, D. (2014). Hazard assessment of W and Mo sulphide nanomaterials for automotive use. J. Nanopart. Res. 16, 2401.
  • 8. Denizot, F., and Lang, R. (1986). Rapid colorimetric assay for cell growth and survival. J Immunol Methods 89, 271-277.
  • 9. Ekstrand-Hammarstroem, B., Akfur, C.M., Andersson, P.O., Lejon, C., Oesterlund, L., Bucht, A. (2012). Human primary bronchial epithelial cells respond differently to titanium dioxide nanoparticles than the lung epithelial cell lines A549 and BEAS-2B. Nanotoxicology 6, 623-634.
  • 10. Feng, P.F., and Cao, W.C. (2016). Properties, Application and Synthesis Methods of Nano-Molybdenum Powder. Journal of Materials Science and Chemical Engineering, 4, 36-44.
  • 11. Franken, N., Rodermond, H.M., Stap, J., Haverman, J., van Bree, Ch. (2006). Clonogenic assay of cells in virto. Nat Protoc, 1 (5), 2315-2319.
  • 12. Gilbert, B., Fakra, S.C., Xia, T., Pokhrel, S., Madler, L., Nel, A.E. (2012). The fate of ZnO nanoparticles administered to human bronchial epithelial cells. ACS Nano, 6, 4921-4930.
  • 13. Haniu, H., Saito, N., Matsuda, Y., Kim, Y.A., Park, K.C., Tsukahara, et al (2011). Effect of dispersants of multi-walled carbon nanotubes on cellular uptake and biologicalresponses. Int J Nanomedicine, 6, 3295-3307.
  • 14. Hao, J., Song, G., Liu, T., Yi, X., Yang, K., Cheng, L., Liu Z. (2017). In Vivo Long‐Term Biodistribution, Excretion, and Toxicology of PEGylated Transition‐Metal Dichalcogenides MS2 (M = Mo, W, Ti) Nanosheets. Adv Sci (Weinh), 4(1), 1600160.
  • 15. Heijink, I.H., Brandenburg, S.M., Noordhoek, J.A., Postma, D.S., Slebos, D-J., van Oosterhout, A.J.M. (2010). Characterisation of cell adhesion in airway epithelial cell types using electric cell–substrate impedance sensing. Eur Respir J, 35, 894-903 DOI: 10.1183/09031936.00065809.
  • 16. Herzog, E., Casey, A., Lyng, F.M., Chambers, G., Byrne, H.J., Davoren, M. (2007). A new approach to the toxicity testing of carbon-based nanomaterials -The clonogenic assay. Toxicol Lett, 174, 49-60.
  • 17. IARC Monographs 111 (2017). Some nanomaterials and some fibres. http://monographs. iarc.fr/ENG/Monographs/vol111/mono111.pdf
  • 18. IMOA, International Molybdenum Association. https://www.imoa.info/
  • 19. Jana, M.K. and Rao, C.N.R. (2016). Two-dimensional inorganic analogues of graphene: transition metal dichalcogenides. Phil. Trans. R. Soc. A 374, 20150318.
  • 20. JRC Science and Policy Report (2014). Interlaboratory comparison study of the Colony Forming Efficiency assay for assessing cytotoxicity of nanomaterials. Report EUR 27009 EN.
  • 21. Kroll, A., Pillukat, M.H., Hahn, D., Schnekenburger, J. (2012). Interference of engineered nanoparticles with in vitro toxicity assays. Arch Toxicol, 86(7), 1123-1136.
  • 22. Kruszewski, M., Grądzka, I., Bartłomiejczyk, T., Chwastowska, J., Sommer, S., Grzelak, A., et al. (2013). Oxidative DNA damage corresponds to the long term survival of human cells treated with silver nanoparticles. Toxicol Lett, 219, 151-159.
  • 23. Li, X. Shan, J., Zhang, W., Su, S., Yuwen, L., Wang, L. (2017). Recent advances in synthesis and biomedical applications of two-dimensional transition metal dichalcogenide nanosheets. Small. 13 (1602660).
  • 24. Liu, T., Wang, C., Gu, X., Gong, H., Cheng, L., Sh,i X., et al. (2014). Drug Delivery with PEGylated MoS2 Nano-sheets for Combined Photothermal and Chemotherapy of Cancer. Adv. Mater. 26, 3433-3440.
  • 25. Mosmann, T. (1983). Rapid Colorimetric Assay for Cellular Growth and Survival: Application to Proliferation and Cytotoxicity Assays. J Immunol Methods 65, 55-63.
  • 26. Pardo, M., Shuster-Meiseles, T., Levin-Zaidman, S., Rudich, A., Rudich, Y. (2014). Low Cytotoxicity of Inorganic Nanotubes and Fullerene-Like Nanostructures in Human Bronchial Epithelial Cells: Relation to Inflammatory Gene Induction and Antioxidant Response. Environ. Sci. Technol. 48(6), 3457-3466.
  • 27. Ponti, J., Colognato, R., Rauscher, H., Gioria, S., Broggi, F., Franchini, F., Pascual, C., Giudetti, G., Rossi, F. (2010). Colony Forming Efficiency and microscopy analysis of multi-wall carbon nanotubes cell interaction. Toxicol Lett, 197, 29-37.
  • 28. Puck, T.T., and Markus, P.I. (1956). Action of X-rays on mammalian cells. J. Exp. Med. 103, 653-666.
  • 29. Qureshi, N., Patil, R., Shinde, M., Umarji, G., Causin, V., Gade, W., et al., (2015). Innovative biofilm inhibition and anti-microbial behaviour of molybdenum sulfide nanostructures generated by microwave-assisted solvothermal route. Appl Nanosci, 5, 331-341.
  • 30. Rapoport, L., Fleischer, N., Tenne, R. (2005). Applications of WS2(MoS2) inorganic nanotubes and fullerene-like nanoparticles for solid lubrication and for structural nanocomposites. J Mater Chem 15, 1782-1788.
  • 31. Stone, V., Johnston, H., Schins, R.P. (2009). Development of in vitro systems for nanotoxicology: methodological considerations. Crit Rev Toxicol, 39(7), 613-626.
  • 32. Stone, V., Pozzi-Mucelli, S., Tran, L., Aschberger, K., Sabella, S., Vogel, U., Poland, C., Balharry, D., Fernandes, T., Gottardo, S., et al. (2014). ITS-NANO-prioritising nosafety research to develop a stakeholder driven intelligent testing strategy. Part. Fibre Toxicol., 11-9. doi: 10.1186/1743-8977-11-9
  • 33. Sułek, M.W., Sas, W., Wasilewski, T., Bąk,, A., Żak, U. (2011). Wpływ rodzaju i stężenia poliwinylopirolidonów na wybrane charakterystyki tribologiczne ich wodnych roztworów. Tribologia, 3, 129-141.
  • 34. Tenne, R. (2014). Recent advances in the research of inorganic nanotubes and fullerenelike nanoparticles. Front. Phys, 9(3), 370-377.
  • 35. Teo, W.Z., Chang, E.L., Sofer, Z., Pumera, M. 2014). Cytotoxicity of Exfoliated Transition- Metal Dichalcogenides (MoS2, WS2, and WSe2) is Lower Than That of Graphene and its Analogues. Chemistry, 20(31), 9627-9632.
  • 36. Wang, X., Mansukhani, N.D., Guiney, L.M., Zhaoxia J.I., Chang, Ch.H., Wang M. (2015). Differences in the Toxicological Potential of Two-Dimensional versus Aggregated Molybdenum Disulfide in the Lung. Small, 11(38), 5079-5087.
  • 37. Wu, N., Yu, Y., Li, T., Ji, X., Jiang, L., Zong, J, et al. (2016). Investigating the Influence of MoS2 Nanosheets on E. coli from Metabolomics Level. PLoS ONE 11(12): e0167245.
  • 38. Wu, H., Yang, R., Song, B., Han, Q., Li, J., Zhang, Y., et al. (2011). Biocompatible inorganic fullerene-like molybdenum disulfide nanoparticles produced by pulsed laser ablation in water. ACS Nano, 22, 1276-81.
  • 39. Yang, X., Li, J., Liang, T., Ma, C., Zhang, Y., Chen, H., et al. (2014). Antibacterial activity of two-dimensional MoS2 sheets. Nanoscale. 6, 10126±10133.
  • 40. Yin, W.Y., Yan, L., Yu, J., Tian, G., Zhou, L.J., Zheng, X.P., et al. (2014). High-throughput synthesis of single-layer MoS2 nanosheets as a near-infrared photothermal-triggered drug delivery for effective cancer therapy. ACS Nano 8, 6922e6933.
  • 41. Zapór L. (2012). Zintegrowane strategie badań toksyczności produktów nanotechnologii. Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy, 4 (74), 33-40.
  • 42. Zhmud, B. and Pasalskiy, B. (2013). Nanomaterials in Lubricants: An Industrial Perspective on Current Research. Lubricants, 1, 95-101.
Uwagi
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-17467e82-9604-4e5d-87df-68123038c1ed
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.