J 2023

Unveiling the nanotoxicological aspects of Se nanomaterials differing in size and morphology

STEPANKOVA, Hana, Hana MICHALKOVA, Zbynek SPLICHAL, Lukas RICHTERA, Pavel SVEC et. al.

Základní údaje

Originální název

Unveiling the nanotoxicological aspects of Se nanomaterials differing in size and morphology

Autoři

STEPANKOVA, Hana, Hana MICHALKOVA, Zbynek SPLICHAL, Lukas RICHTERA, Pavel SVEC, Tomáš VACULOVIČ (203 Česká republika, domácí), Jan PŘIBYL (203 Česká republika, domácí), Martin KORMUNDA, Simona REX, Vojtech ADAM a Zbynek HEGER (garant)

Vydání

BIOACTIVE MATERIALS, PEOPLES R CHINA, KEAI PUBLISHING LTD, 2023, 2452-199X

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10400 1.4 Chemical sciences

Stát vydavatele

Čína

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 18.900 v roce 2022

Kód RIV

RIV/00216224:14310/23:00132629

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

UT WoS

000830012200002

Klíčová slova anglicky

Aspect ratio; Biocompatibility; Nanotoxicology; Nanorods

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 2. 11. 2024 20:15, Mgr. Adéla Pešková

Anotace

V originále

Although the general concept of nanotechnology relies on exploitation of size-dependent properties of nano -scaled materials, the relation between the size/morphology of nanoparticles with their biological activity re-mains not well understood. Therefore, we aimed at investigating the biological activity of Se nanoparticles, one of the most promising candidates of nanomaterials for biomedicine, possessing the same crystal structure, but differing in morphology (nanorods vs. spherical particles) and aspect ratios (AR, 11.5 vs. 22.3 vs. 1.0) in human cells and BALB/c mice. Herein, we report that in case of nanorod-shaped Se nanomaterials, AR is a critical factor describing their cytotoxicity and biocompatibility. However, spherical nanoparticles (AR 1.0) do not fit this statement and exhibit markedly higher cytotoxicity than lower-AR Se nanorods. Beside of cytotoxicity, we also show that morphology and size substantially affect the uptake and intracellular fate of Se nanomaterials. In line with in vitro data, in vivo i.v. administration of Se nanomaterials revealed the highest toxicity for higher-AR nanorods followed by spherical nanoparticles and lower-AR nanorods. Moreover, we revealed that Se nano -materials are able to alter intracellular redox homeostasis, and affect the acidic intracellular vesicles and cyto-skeletal architecture in a size-and morphology-dependent manner. Although the tested nanoparticles were produced from the similar sources, their behavior differs markedly, since each type is promising for several various application scenarios, and the presented testing protocol could serve as a concept standardizing the biological relevance of the size and morphology of the various types of nanomaterials and nanoparticles.

Návaznosti

LM2018127, projekt VaV
Název: Česká infrastruktura pro integrativní strukturní biologii (Akronym: CIISB)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Czech Infrastructure for Integrative Structural Biology
LQ1601, projekt VaV
Název: CEITEC 2020 (Akronym: CEITEC2020)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, CEITEC 2020
90124, velká výzkumná infrastruktura
Název: NanoEnviCz II