Pulmonary surfactant augments cytotoxicity of silica nanoparticles: Studies on an in vitro air-blood barrier model

Beilstein Journal of Nanotechnology

Volumn 6, Issue 1, 2015, Pages 517-528

  Kasper, Jennifer Y ^a   Feiden, Lisa ^a   Hermanns, Maria I ^a   Bantz, Christoph ^b   Maskos, Michael ^b   Unger, Ronald E ^a   Kirkpatrick, C James ^a  

^a UNIVERSITY MEDICAL CENTER MAINZ   (Germany)

^b INSTITUT FÜR MIKROTECHNIK MAINZ GMBH   (Germany)

Author keywords

Air blood barrier; Cytotoxicity; Inflammatory response; Pulmonary surfactant; Silica nanoparticles

Indexed keywords

BIOLOGICAL ORGANS; BLOOD; CARBOXYLATION; CELL CULTURE; INDUSTRIAL POISONS; MOBILE SECURITY; NANOPARTICLES; PHOSPHOLIPIDS; SELF ASSEMBLY; SILICA; SURFACE ACTIVE AGENTS; SURFACE PROPERTIES; TOXICITY;

ALVEOLAR EPITHELIAL CELLS; CYTOTOXICITY ASSAYS; INFLAMMATORY RESPONSE; MEMBRANE INTEGRITY; POLARIZATION STATE; PULMONARY SURFACTANTS; REGENERATIVE MEDICINE; SILICA NANOPARTICLES;

CYTOTOXICITY;

EID: 84926343592     PISSN: None     EISSN: 21904286     Source Type: Journal    
DOI: 10.3762/bjnano.6.54     Document Type: Article

References (42)

1. Gehr, P.; Bachofen, M.; Weibel, E. R. Respir. Physiol. 1978, 32, 121-140. doi:10.1016/0034-5687(78)90104-4
2. Yang, W.; Peters, J. I.; Williams, R. O., III. Int. J. Pharm. 2008, 356, 239-247. doi:10.1016/j.ijpharm.2008.02.011
3. Geiser, M.; Schürch, S.; Gehr, P. J. Appl. Physiol. 2003, 94, 1793-1801. doi:10.1152/japplphysiol.00514.2002
4. Schleh, C.; Hohlfeld, J. M. Inhalation Toxicol. 2009, 21 (Suppl. 1), 97-103. doi:10.1080/08958370903005744
5. Harishchandra, R. K.; Saleem, M.; Galla, H.-J. J. R. Soc., Interface 2010, 7, 15-26. doi:10.1098/rsif.2009.0329.focus
6. Schleh, C.; Kreyling, W. G.; Lehr, C.-M. Part. Fibre Toxicol. 2013, 10, 6. doi:10.1186/1743-8977-10-6
7. Mornet, S.; Lambert, O.; Duguet, E.; Brisson, A. Nano Lett. 2005, 5, 281-285. doi:10.1021/nl048153y
8. Hermanns, M. I.; Kasper, J.; Dubruel, P.; Pohl, C.; Uboldi, C.; Vermeersch, V.; Fuchs, S.; Unger, R. E.; Kirkpatrick, C. J. J. R. Soc., Interface 2010, 7 (Suppl. 1), S41-S54. doi:10.1098/rsif.2009.0288.focus
9. Kasper, J.; Hermanns, M. I.; Bantz, C.; Maskos, M.; Stauber, R.; Pohl, C.; Unger, R. E.; Kirkpatrick, J. C. Part. Fibre Toxicol. 2011, 8, 6. doi:10.1186/1743-8977-8-6
10. Kasper, J.; Hermanns, M. I.; Bantz, C.; Koshkina, O.; Lang, T.; Maskos, M.; Pohl, C.; Unger, R. E.; Kirkpatrick, C. J. Arch. Toxicol. 2013, 87, 1053-1065. doi:10.1007/s00204-012-0876-5
11. Kasper, J.; Hermanns, M. I.; Bantz, C.; Utech, S.; Koshkina, O.; Maskos, M.; Brochhausen, C.; Pohl, C.; Fuchs, S.; Unger, R. E.; Kirkpatrick, C. J. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2013, 84, 275-287. doi:10.1016/j.ejpb.2012.10.011
12. Gasser, M.; Wick, P.; Clift, M. J. D.; Blank, F.; Diener, L.; Yan, B.; Gehr, P.; Krug, H. F.; Rothen-Rutishauser, B. Part. Fibre Toxicol. 2012, 9, 17. doi:10.1186/1743-8977-9-17
13. Gasser, M.; Rothen-Rutishauser, B.; Krug, H. F.; Gehr, P.; Nelle, M.; Yan, B.; Wick, P. J. Nanobiotechnol. 2010, 8, 31. doi:10.1186/1477-3155-8-31
14. Rausch, K.; Reuter, A.; Fischer, K.; Schmidt, M. Biomacromolecules 2010, 11, 2836-2839. doi:10.1021/bm100971q
15. Masuzawa, M.; Fujimura, T.; Hamada, Y.; Fujita, Y.; Hara, H.; Nishiyama, S.; Katsuoka, K.; Tamauchi, H.; Sakurai, Y. Int. J. Cancer 1999, 81, 305-308. doi:10.1002/(SICI)1097-0215(19990412)81:2<305::AID-IJC22>3.0.CO; 2-Z
16. Unger, R. E.; Krump-Konvalinkova, V.; Peters, K.; Kirkpatrick, C. J. Microvasc. Res. 2002, 64, 384-397. doi:10.1006/mvre.2002.2434
17. Hermanns, M. I.; Unger, R. E.; Kehe, K.; Peters, K.; Kirkpatrick, C. J. Lab. Invest. 2004, 84, 736-752. doi:10.1038/labinvest.3700081
18. Logie, J. J.; Ali, S.; Marshall, K. M.; Heck, M. M. S.; Walker, B. R.; Hadoke, P. W. F. PLoS One 2010, 5, e14476. doi:10.1371/journal.pone.0014476
19. Gillies, R. J.; Didier, N.; Denton, M. Anal. Biochem. 1986, 159, 109-113. doi:10.1016/0003-2697(86)90314-3
20. Napierska, D.; Thomassen, L. C. J.; Lison, D.; Martens, J. A.; Hoet, P. H. Part. Fibre Toxicol. 2010, 7, 39. doi:10.1186/1743-8977-7-39
21. Bhattacharjee, S.; de Haan, L. H. J.; Evers, N. M.; Jiang, X.; Marcelis, A. T. M.; Zuilhof, H.; Rietjens, I. M. C. M.; Alink, G. M. Part. Fibre Toxicol. 2010, 7, 25. doi:10.1186/1743-8977-7-25
22. Bhattacharjee, S.; Rietjens, I. M. C. M.; Singh, M. P.; Atkins, T. M.; Purkait, T. K.; Xu, Z.; Regli, S.; Shukaliak, A.; Clark, R. J.; Mitchell, B. S.; Alink, G. M.; Marcelis, A. T. M.; Fink, M. J.; Veinot, J. G. C.; Kauzlarich, S. M.; Zuilhof, H. Nanoscale 2013, 5, 4870-4883. doi:10.1039/c3nr34266b
23. Wang, S.; Wen, S.; Shen, M.; Guo, R.; Cao, X.; Wang, J.; Shi, X. Int. J. Nanomed. 2011, 6, 3449-3459. doi:10.2147/IJN.S27166
24. Fröhlich, E. Int. J. Nanomed. 2012, 7, 5577-5591. doi:10.2147/IJN.S36111
25. Nafee, N.; Schneider, M.; Schaefer, U. F.; Lehr, C.-M. Int. J. Pharm. 2009, 381, 130-139. doi:10.1016/j.ijpharm.2009.04.049
26. Agashe, H. B.; Dutta, T.; Garg, M.; Jain, N. K. J. Pharm. Pharmacol. 2006, 58, 1491-1498. doi:10.1211/jpp.58.11.0010
27. Dutta, T.; Garg, M.; Jain, N. K. Vaccine 2008, 26, 3389-3394. doi:10.1016/j.vaccine.2008.04.058
28. Popova, M. D.; Szegedi, A.; Kolev, I. N.; Mihály, J.; Tzankov, B. S.; Momekov, G. Tz.; Lambov, N. G.; Yoncheva, K. P. Int. J. Pharm. 2012, 436, 778-785. doi:10.1016/j.ijpharm.2012.07.061
29. Tang, Q.; Xu, Y.; Wu, D.; Sun, Y. J. Solid State Chem. 2006, 179, 1513-1520. doi:10.1016/j.jssc.2006.02.004
30. Petushkov, A.; Intra, J.; Graham, J. B.; Larsen, S. C.; Salem, A. K. Chem. Res. Toxicol. 2009, 22, 1359-1368. doi:10.1021/tx900153k
31. Harush-Frenkel, O.; Rozentur, E.; Benita, S.; Altschuler, Y. Biomacromolecules 2008, 9, 435-443. doi:10.1021/bm700535p
32. Panariti, A.; Miserocchi, G.; Rivolta, I. Nanotechnol., Sci. Appl. 2012, 5, 87-100. doi:10.2147/NSA.S25515
33. Razzaboni, B. L.; Bolsaitis, P. Environ. Health Perspect. 1990, 87, 337-341.
34. Allison, A. C.; Harington, J. S.; Birbeck, M. J. Exp. Med. 1966, 124, 141-154. doi:10.1084/jem.124.2.141
35. Murashov, V. V.; Leszczynski, J. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 1228-1238. doi:10.1021/jp981996r
36. Yuan, C.; Zhao, D.; Liu, A.; Ni, J. J. Colloid Interface Sci. 1995, 172, 536-538. doi:10.1006/jcis.1995.1285
37. Zhang, H.; Dunphy, D. R.; Jiang, X.; Meng, H.; Sun, B.; Tarn, D.; Xue, M.; Wang, X.; Lin, S.; Ji, Z.; Li, R.; Garcia, F. L.; Yang, J.; Kirk, M. L.; Xia, T.; Zink, J. I.; Nel, A.; Brinker, C. J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15790-15804. doi:10.1021/ja304907c
38. Tenzer, S.; Docter, D.; Kuharev, J.; Musyanovych, A.; Fetz, V.; Hecht, R.; Schlenk, F.; Fischer, D.; Kiouptsi, K.; Reinhardt, C.; Landfester, K.; Schild, H.; Maskos, M.; Knauer, S. K.; Stauber, R. H. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 772-781. doi:10.1038/nnano.2013.181
39. Murashov, V.; Harper, M.; Demchuk, E. J. Occup. Environ. Hyg. 2006, 3, 718-723. doi:10.1080/15459620601015950
40. Fubini, B.; Hubbard, A. Free Radical Biol. Med. 2003, 34, 1507-1516. doi:10.1016/S0891-5849(03)00149-7
41. Chandel, N. S.; McClintock, D. S.; Feliciano, C. E.; Wood, T. M.; Melendez, J. A.; Rodriguez, A. M.; Schumacker, P. T. J. Biol. Chem. 2000, 275, 25130-25138. doi:10.1074/jbc.M001914200
42. Kreyling, W. G.; Hirn, S.; Schleh, C. Nat. Biotechnol. 2010, 28, 1275-1276. doi:10.1038/nbt.1735