Injection of ligand-free gold and silver nanoparticles into murine embryos does not impact pre-implantation development

Beilstein Journal of Nanotechnology

Volumn 5, Issue 1, 2014, Pages 677-688

  Taylor, Ulrike ^a   Garrels, Wiebke ^a   Barchanski, Annette ^b   Peterson, Svea ^c   Sajti, Laszlo ^b   Lucas Hahn, Andrea ^a   Gamrad, Lisa ^d   Baulain, Ulrich ^a   Klein, Sabine ^a   Kues, Wilfried A ^a   Barcikowski, Stephan ^d   Rath, Detlef ^a  

^a FEDERAL RESEARCH INSTITUTE FOR ANIMAL HEALTH   (Germany)

^b LASER ZENTRUM HANNOVER E V   (Germany)

^c UNIVERSITY OF ROSTOCK   (Germany)

^d UNIVERSITY OF DUISBURG ESSEN   (Germany)

Author keywords

Biomedical application; Confocal microscopy; Gene expression; Protein corona; Toxicity

Indexed keywords

CONFOCAL MICROSCOPY; GENE EXPRESSION; GOLD; MAMMALS; MEDICAL APPLICATIONS; NANOPARTICLES; POLYMERASE CHAIN REACTION; TOXICITY;

BIOMEDICAL APPLICATIONS; EMBRYO DEVELOPMENT; GOLD AND SILVER NANOPARTICLES; GOLD NANOPARTICLES; INTERNAL CONTROLS; ION CONCENTRATIONS; PROTEIN CORONAS; SILVER NANOPARTICLES;

SILVER;

EID: 84902518856     PISSN: None     EISSN: 21904286     Source Type: Journal    
DOI: 10.3762/bjnano.5.80     Document Type: Article

References (82)

1. Woodrow Wilson Database. http://www.nanotechproject.org/ (accessed Oct 23, 2013).
2. Barchanski, A.; Taylor, U.; Klein, S.; Petersen, S.; Rath, D.; Barcikowski, S. Reprod. Domest. Anim. 2011, 46, 42-52. doi: 10.1111/j.1439-0531.2011.01844.x
3. Jain, P. K.; El-Sayed, I. H.; El-Sayed, M. A. Nano Today 2007, 2, 18-29. doi: 10.1016/S1748-0132(07)70016-6
4. Challier, J. C.; Panigel, M.; Meyer, E. Int. J. Nucl. Med. Biol. 1973, 1, 103-106.
5. Myllynen, P. K.; Loughran, M. J.; Howard, C. V.; Sormunen, R.; Walsh, A. A.; Vahakangas, K. H. Reprod. Toxicol. 2008, 26, 130-137. doi: 10.1016/j.reprotox.2008.06.008
6. Sadauskas, E.; Wallin, H.; Stoltenberg, M.; Vogel, U.; Doering, P.; Larsen, A.; Danscher, G. Part. Fibre Toxicol. 2007, 4, No. 10. doi: 10.1186/1743-8977-4-10
7. Semmler-Behnke, M.; Fertsch, S.; Schmid, G.; Wenk, A.; Kreyling, W. G. Uptake of 1.4 nm versus 18 nm gold nanoparticles in secondary target organs is size dependent in control and pregnant rats after intratracheal or intravenous application. In Proceedings of the EuroNanoForum 2007, Düsseldorf, June 19-21, 2007; pp 102-104.
8. Takahashi, S.; Matsuoka, O. J. Radiat. Res. 1981, 22, 242-249. doi: 10.1269/jrr.22.242
9. Takeda, K.; Suzuki, K.-i.; Ishihara, A.; Kubo-Irie, M.; Fujimoto, R.; Tabata, M.; Oshio, S.; Nihei, Y.; Ihara, T.; Sugamata, M. J. Health Sci. 2009, 55, 95-102. doi: 10.1248/jhs.55.95
10. Yamashita, K.; Yoshioka, Y.; Higashisaka, K.; Mimura, K.; Morishita, Y.; Nozaki, M.; Yoshida, T.; Ogura, T.; Nabeshi, H.; Nagano, K.; Abe, Y.; Kamada, H.; Monobe, Y.; Imazawa, T.; Aoshima, H.; Shishido, K.; Kawai, Y.; Mayumi, T.; Tsunoda, S.; Itoh, N.; Yoshikawa, T.; Yanagihara, I.; Saito, S.; Tsutsumi, Y. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 321-328. doi: 10.1038/nnano.2011.41
11. Chu, M.; Wu, Q.; Yang, H.; Yuan, R.; Hou, S.; Yang, Y.; Zou, Y.; Xu, S.; Xu, K.; Ji, A.; Sheng, L. Small 2010, 6, 670-678. doi: 10.1002/smll.200902049
12. Wick, P.; Malek, A.; Manser, P.; Meili, D.; Maeder-Althaus, X.; Diener, L.; Diener, P. A.; Zisch, A.; Krug, H. F.; von Mandach, U. Environ. Health Perspect. 2009, 118, 432-436. doi: 10.1289/ehp.0901200
13. Bar-Ilan, O.; Albrecht, R. M.; Fako, V. E.; Furgeson, D. Y. Small 2009, 5, 1897-1910. doi: 10.1002/smll.200801716
14. Browning, L. M.; Lee, K. J.; Huang, T.; Nallathamby, P. D.; Lowman, J. E.; Xu, X.-H. N. Nanoscale 2009, 1, 138-152. doi: 10.1039/b9nr00053d
15. Pan, Y.; Leifert, A.; Graf, M.; Schiefer, F.; Thoröe-Boveleth, S.; Broda, J.; Halloran, M. C.; Hollert, H.; Laaf, D.; Simon, U.; Jahnen-Dechent, W. Small 2013, 9, 863-869. doi: 10.1002/smll.201201173
16. Laban, G.; Nies, L. F.; Turco, R. F.; Bickham, J. W.; Sepúlveda, M. S. Ecotoxicology 2010, 19, 185-195. doi: 10.1007/s10646-009-0404-4
17. Lee, K. J.; Nallathamby, P. D.; Browning, L. M.; Osgood, C. J.; Xu, X.-H. N. ACS Nano 2007, 1, 133-143. doi: 10.1021/nn700048y
18. Ringwood, A. H.; McCarthy, M.; Bates, T. C.; Carroll, D. L. Mar. Environ. Res. 2010, 69 (Suppl. 1), S49-S51. doi: 10.1016/j.marenvres.2009.10.011
19. Wu, Y.; Zhou, Q.; Li, H.; Liu, W.; Wang, T.; Jiang, G. Aquat. Toxicol. 2010, 100, 160-167. doi: 10.1016/j.aquatox.2009.11.014
20. Yeo, M. K.; Yoon, J. W. Mol. Cell. Toxicol. 2009, 5, 23-31.
21. Ispas, C.; Andreescu, D.; Patel, A.; Goia, D. V.; Andreescu, S.; Wallace, K. N. Environ. Sci. Technol. 2009, 43, 6349-6356. doi: 10.1021/es9010543
22. Bai, W.; Tian, W.; Zhang, Z.; He, X.; Ma, Y.; Liu, N.; Chai, Z. J. Nanosci. Nanotechnol. 2010, 10, 8670-8676. doi: 10.1166/jnn.2010.2686
23. Zhu, X. S.; Zhu, L.; Duan, Z. H.; Qi, R. Q.; Li, Y.; Lang, Y. P. J. Environ. Sci. Health, Part A: Toxic/Hazard. Subst. Environ. Eng. 2008, 43, 278-284. doi: 10.1080/10934520701792779
24. Musee, N.; Oberholster, P. J.; Sikhwivhilu, L.; Botha, A.-M. Chemosphere 2010, 81, 1196-1203. doi: 10.1016/j.chemosphere.2010.09.040
25. Yeo, M.-K.; Kang, M. Korean J. Chem. Eng. 2009, 26, 711-718. doi: 10.1007/s11814-009-0119-5
26. Zielińska, A. K.; Sawosz, E.; Grodzik, M.; Chwalibog, A.; Kamaszewski, M. Ann. Warsaw Univ. Life Sci.--SGGW, Anim. Sci. 2009, 46, 249-253.
27. Grodzik, M.; Sawosz, E. J. Anim. Feed. Sci. 2006, 15, 111-114.
28. Sikorska, J.; Szmidt, M.; Sawosz, E.; Niemiec, T.; Grodzik, M.; Chwalibog, A. J. Anim. Feed. Sci. 2010, 19, 286-291.
29. Sawosz, E.; Grodzik, M.; Zielinska, M.; Niemiec, T.; Olszanka, B.; Chwalibog, A. Arch. Gefluegelkd. 2009, 73, 208-213.
30. Sawosz, E.; Grodzik, M.; Lisowski, P.; Zwierzchowski, L.; Niemiec, T.; Zielińska, M.; Szmidt, M.; Chwalibog, A. Bull. Vet. Inst. Pulawy 2010, 54, 81-85.
31. Studnicka, A.; Sawosz, E.; Grodzik, M.; Chwalibog, A.; Balcerak, M. Ann. Warsaw Univ. Life Sci.--SGGW, Anim. Sci. 2009, 46, 237-242.
32. Takahashi, Y.; Mizuo, K.; Shinkai, Y.; Oshio, S.; Takeda, K. J. Toxicol. Sci. 2010, 35, 749-756. doi: 10.2131/jts.35.749
33. Shimizu, M.; Tainaka, H.; Oba, T.; Mizuo, K.; Umezawa, M.; Takeda, K. Part. Fibre Toxicol. 2009, 6, No. 20. doi: 10.1186/1743-8977-6-20
34. Hougaard, K. S.; Jackson, P.; Jensen, K. A.; Sloth, J. J.; Löschner, K.; Larsen, E. H.; Birkedal, R. K.; Vibenholt, A.; Boisen, A.-M. Z.; Wallin, H.; Vogel, U. Part. Fibre Toxicol. 2010, 7, No. 16. doi: 10.1186/1743-8977-7-16
35. Gao, X.; Yin, S.; Tang, M.; Chen, J.; Yang, Z.; Zhang, W.; Chen, L.; Yang, B.; Li, Z.; Zha, Y.; Ruan, D.; Wang, M. Biol. Trace Elem. Res. 2011, 143, 1616-1628. doi: 10.1007/s12011-011-8990-4
36. Fedulov, A. V.; Leme, A.; Yang, Z.; Dahl, M.; Lim, R.; Mariani, T. J.; Kobzik, L. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2008, 38, 57-67. doi: 10.1165/rcmb.2007-0124OC
37. Li, P.-W.; Kuo, T.-H.; Chang, J.-H.; Yeh, J.-M.; Chan, W.-H. Toxicol. Lett. 2010, 197, 82-87. doi: 10.1016/j.toxlet.2010.05.003
38. Park, M.-R.; Gurunathan, S.; Choi, Y.-J.; Kwon, D.-N.; Han, J.-W.; Cho, S.-G.; Park, C.; Seo, H. G.; Kim, J.-H. Biol. Reprod. 2013, 88, 88. doi: 10.1095/biolreprod.112.107532
39. Leifert, A.; Pan, Y.; Kinkeldey, A.; Schiefer, F.; Setzler, J.; Scheel, O.; Lichtenbeld, H.; Schmid, G.; Wenzel, W.; Jahnen-Dechent, W.; Simon, U. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110, 8004-8009. doi: 10.1073/pnas.1220143110
40. Park, K.; Tuttle, G.; Sinche, F.; Harper, S. L. Arch. Pharmacal Res. 2013, 36, 125-133. doi: 10.1007/s12272-013-0005-x
41. Truong, L.; Zaikova, T.; Richman, E. K.; Hutchison, J. E.; Tanguay, R. L. Nanotoxicology 2012, 6, 691-699. doi: 10.3109/17435390.2011.604440
42. Johnston, H. J.; Hutchison, G.; Christensen, F. M.; Peters, S.; Hankin, S.; Stone, V. Crit. Rev. Toxicol. 2010, 40, 328-346. doi: 10.3109/10408440903453074
43. Barchanski, A.; Hashimoto, N.; Petersen, S.; Sajti, C. L.; Barcikowski, S. Bioconjugate Chem. 2012, 23, 908-915. doi: 10.1021/bc200462b
44. Barcikowski, S.; Menéndez-Manjón, A.; Chichkov, B.; Brikas, M.; Račiukaitis, G. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, No. 083113. doi: 10.1063/1.2773937
45. Barcikowski, S.; Compagnini, G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 3022-3026. doi: 10.1039/c2cp90132c
46. Rehbock, C.; Merk, V.; Gamrad, L.; Streubel, R.; Barcikowski, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 3057-3067. doi: 10.1039/c2cp42641b
47. Iqbal, K.; Barg-Kues, B.; Broll, S.; Bode, J.; Niemann, H.; Kues, W. A. BioTechniques 2009, 47, 959-968. doi: 10.2144/000113270
48. Fynewever, T. L.; Agcaoili, E. S.; Jacobson, J. D.; Patton, W. C.; Chan, P. J. J. Assist. Reprod. Genet. 2007, 24, 61-65. doi: 10.1007/s10815-006-9084-7
49. Fukuda, A.; Noda, Y.; Tsukui, S.; Matsumoto, H.; Yano, J.; Mori, T. J. In Vitro Fert. Embryo Transf. 1987, 4, 40-45. doi: 10.1007/BF01555434
50. Kang, B.; Mackey, M. A.; El-Sayed, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1517-1519. doi: 10.1021/ja9102698
51. Taylor, U.; Klein, S.; Petersen, S.; Kues, W.; Barcikowski, S.; Rath, D. Cytometry, Part A 2010, 77A, 439-446. doi: 10.1002/cyto.a.20846
52. Palankar, R.; Skirtach, A. G.; Kreft, O.; Bedard, M.; Garstka, M.; Gould, K.; Moehwald, H.; Sukhorukov, G. B.; Winterhalter, M.; Springer, S. Small 2009, 5, 2168-2176. doi: 10.1002/smll.200900809
53. De Jong, W. H.; Hagens, W. I.; Krystek, P.; Burger, M. C.; Sips, A. J. A. M.; Geertsma, R. E. Biomaterials 2008, 29, 1912-1919. doi: 10.1016/j.biomaterials.2007.12.037
54. Choi, C. H. J.; Alabi, C. A.; Webster, P.; Davis, M. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010, 107, 1235-1240. doi: 10.1073/pnas.0914140107
55. Klein, S.; Petersen, S.; Taylor, U.; Rath, D.; Barcikowski, S. J. Biomed. Opt. 2010, 15, No. 036015. doi: 10.1117/1.3461170
56. Abramczu, J.; Sawicki, W. J. Exp. Zool. 1974, 188, 25-33. doi: 10.1002/jez.1401880103
57. Liu, J.; Hurt, R. H. Environ. Sci. Technol. 2010, 44, 2169-2175. doi: 10.1021/es9035557
58. Rothen-Rutishauser, B. M.; Schürch, S.; Haenni, B.; Kapp, N.; Gehr, P. Environ. Sci. Technol. 2006, 40, 4353-4359. doi: 10.1021/es0522635
59. Oberdörster, G.; Oberdörster, E.; Oberdörster, J. Environ. Health Perspect. 2005, 113, 823-839. doi: 10.1289/ehp.7339
60. Kim, J. S.; Yoon, T.-J.; Yu, K. M.; Kim, B. G.; Park, S. J.; Kim, H. W.; Lee, K. H.; Park, S. B.; Lee, J.-K.; Cho, M. H. Toxicol. Sci. 2006, 89, 338-347. doi: 10.1093/toxsci/kfj027
61. Kim, Y. S.; Kim, J. S.; Cho, H. S.; Rha, D. S.; Kim, J. M.; Park, J. D.; Choi, B. S.; Lim, R.; Chang, H. K.; Chung, Y. H.; Kwon, I. H.; Jeong, J.; Han, B. S.; Yu, I. J. Inhalation Toxicol. 2008, 20, 575-583. doi: 10.1080/08958370701874663
62. Saunders, M. Wiley Interdiscip. Rev.: Nanomed. Nanobiotechnol. 2009, 1, 671-684. doi: 10.1002/wnan.53
63. Moretti, E.; Terzuoli, G.; Renieri, T.; Iacoponi, F.; Castellini, C.; Giordano, C.; Collodel, G. Andrologia 2013, 45, 392-396. doi: 10.1111/and.12028
64. Taylor, U.; Barchanski, A.; Petersen, S.; Kues, W. A.; Baulain, U.; Gamrad, L.; Sajti, L.; Bacikowski, S.; Rath, D. The Analyst 2013, in press.
65. Mieszawska, A. J.; Mulder, W. J. M.; Fayad, Z. A.; Cormode, D. P. Mol. Pharmaceutics 2013, 10, 831-847. doi: 10.1021/mp3005885
66. Tenzer, S.; Docter, D.; Rosfa, S.; Wlodarski, A.; Kuharev, J.; Rekik, A.; Knauer, S. K.; Bantz, C.; Nawroth, T.; Bier, C.; Sirirattanapan, J.; Mann, W.; Treuel, L.; Zellner, R.; Maskos, M.; Schild, H.; Stauber, R. H. ACS Nano 2011, 5, 7155-7167. doi: 10.1021/nn201950e
67. Cedervall, T.; Lynch, I.; Lindman, S.; Berggård, T.; Thulin, E.; Nilsson, H.; Dawson, K. A.; Linse, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007, 104, 2050-2055. doi: 10.1073/pnas.0608582104
68. Monopoli, M. P.; Åberg, C.; Salvati, A.; Dawson, K. A. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 779-786. doi: 10.1038/nnano.2012.207
69. Ge, C.; Du, J.; Zhao, L.; Wang, L.; Liu, Y.; Li, D.; Yang, Y.; Zhou, R.; Zhao, Y.; Chai, Z.; Chen, C. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108, 16968-16973. doi: 10.1073/pnas.1105270108
70. Grade, S.; Eberhard, J.; Neumeister, A.; Wagener, P.; Winkel, A.; Stiesch, M.; Barcikowski, S. RSC Adv. 2012, 2, 7190-7196. doi: 10.1039/c2ra20546g
71. Tang, J.; Xiong, L.; Wang, S.; Wang, J.; Liu, L.; Li, J.; Yuan, F.; Xi, T. J. Nanosci. Nanotechnol. 2009, 9, 4924-4932. doi: 10.1166/jnn.2009.1269
72. Kim, E.; Chu, Y. C.; Han, J. Y.; Lee, D. H.; Kim, Y. J.; Kim, H.-C.; Lee, S. G.; Lee, S. J.; Jeong, S. W.; Kim, J. M. Toxicol. Environ. Health. Sci. 2010, 2, 251-262. doi: 10.1007/BF03217491
73. Tiedemann, D.; Taylor, U.; Rehbock, C.; Jakobi, J.; Klein, S.; Kues, W. A.; Barcikowski, S.; Rath, D. The Analyst 2014, 139, 931-942. doi: 10.1039/c3an01463k
74. Ding, Y.; Bian, X.; Yao, W.; Li, R.; Ding, D.; Hu, Y.; Jiang, X.; Hu, Y. ACS Appl. Mater. Interfaces 2010, 2, 1456-1465. doi: 10.1021/am1001019
75. Nel, A. E.; Mädler, L.; Velegol, D.; Xia, T.; Hoek, E. M. V.; Somasundaran, P.; Klaessig, F.; Castranova, V.; Thompson, M. Nat. Mater. 2009, 8, 543-557. doi: 10.1038/nmat2442
76. Radziuk, D.; Skirtach, A.; Sukhorukov, G.; Shchukin, D.; Möhwald, H. Macromol. Rapid Commun. 2007, 28, 848-855. doi: 10.1002/marc.200600895
77. Chernousova, S.; Epple, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 1636-1653. doi: 10.1002/anie.201205923
78. Massich, M. D.; Giljohann, D. A.; Schmucker, A. L.; Patel, P. C.; Mirkin, C. A. ACS Nano 2010, 4, 5641-5646. doi: 10.1021/nn102228s
79. Wagener, P.; Schwenke, A.; Chichkov, B. N.; Barcikowski, S. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 7618-7625. doi: 10.1021/jp911243a
80. Ibrahimkutty, S.; Wagener, P.; Menzel, A.; Plech, A.; Barcikowski, S. Appl. Phys. Lett. 2012, 101, No. 103104. doi: 10.1063/1.4750250
81. Wagener, P.; Ibrahimkutty, S.; Menzel, A.; Plech, A.; Barcikowski, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 3068-3074. doi: 10.1039/c2cp42592k
82. The R Project for Statistical Computing. http://www.R-project.org/ (accessed Oct 13, 2013).