Proinflammatory and cytotoxic response to nanoparticles in precision-cut lung slices

Beilstein Journal of Nanotechnology

Volumn 5, Issue 1, 2014, Pages 2440-2449

  Hirn, Stephanie ^a   Haberl, Nadine ^a   Loza, Kateryna ^b   Epple, Matthias ^b   Kreyling, Wolfgang G ^c   Rothen Rutishauser, Barbara ^d   Rehberg, Markus ^a   Krombach, Fritz ^a  

^a LUDWIG MAXIMILIANS UNIVERSITY   (Germany)

^b UNIVERSITY OF DUISBURG ESSEN   (Germany)

^c INSTITUTE OF EPIDEMIOLOGY   (Germany)

^d UNIVERSITY OF FRIBOURG   (Switzerland)

Author keywords

Cytokines; Cytotoxicity; Ex vivo; Lung slices; Nanoparticles

Indexed keywords

BIOLOGICAL ORGANS; II-VI SEMICONDUCTORS; NANOPARTICLES; QUARTZ; ZINC OXIDE;

CYTOKINES; EX-VIVO; INFLAMMATORY RESPONSE; LUNG SLICES; MULTI-PHOTON MICROSCOPY; PRO-INFLAMMATORY CYTOKINES; PROINFLAMMATORY RESPONSE; SUBMERGED CULTURE CONDITION;

CYTOTOXICITY;

EID: 84987625580     PISSN: None     EISSN: 21904286     Source Type: Journal    
DOI: 10.3762/bjnano.5.253     Document Type: Article

References (49)

1. Maynard, A.D.; Warheit, D.B.; Philbert, M.A. Toxicol. Sci. 2011, 120 (Suppl. 1), S109-129. doi:10.1093/toxsci/kfq372
2. Bach, P.H.; Vickers, A.E.M.; Fisher, R.; Baumann, A.; Brittebo, E.; Carlile, D.J.; Koster, H.J.; Lake, B.G.; Salmon, F.; Sawyer, T.W.; Skibinski, G. ATLA, Altern. Lab. Anim. 1996, 24, 893-923.
3. Russell, W.M.S.; Burch, R.L. The principles of humane experimental technique; Muethen and Co. Ltd.: London, United Kingdom, 1959.
4. Parrish, A.R.; Gandolfi, A.J.; Brendel, K. Life Sci. 1995, 57, 1887-1901. doi:10.1016/0024-3205(95)02176-J
5. Morin, J.-P.; Baste, J.-M.; Gay, A.; Crochemore, C.; Corbiére, C.; Monteil, C. Xenobiotica 2013, 43, 63-72. doi:10.3109/00498254.2012.727043
6. Liberati, T.A.; Randle, M.R.; Toth, L.A. Expert Rev. Mol. Diagn. 2010, 10, 501-508. doi:10.1586/erm.10.21
7. Davidovich, N.; Huang, J.; Margulies, S.S. Am. J. Physiol.: Lung Cell. Mol. Physiol. 2013, 304, L210-L220. doi:10.1152/ajplung.00224.2012
8. Henjakovic, M.; Sewald, K.; Switalla, S.; Kaiser, D.; Müller, M.; Veres, T.Z.; Martin, C.; Uhlig, S.; Krug, N.; Braun, A. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2008, 231, 68-76. doi:10.1016/j.taap.2008.04.003
9. Veres, T.Z.; Voedisch, S.; Spies, E.; Tschernig, T.; Braun, A. Am. J. Pathol. 2011, 179, 603-609. doi:10.1016/j.ajpath.2011.04.039
10. Ressmeyer, A.R.; Larsson, A.K.; Vollmer, E.; Dahlén, S.E.; Uhlig, S.; Martin, C. Eur. Respir. J. 2006, 28, 603-611. doi:10.1183/09031936.06.00004206
11. Martin, C.; Uhlig, S.; Ullrich, V. Eur. Respir. J. 1996, 9, 2479-2487. doi:10.1183/09031936.96.09122479
12. Martin, C.; Uhlig, S.; Ullrich, V. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2001, 24, 139-145. doi:10.1165/ajrcmb.24.2.3545
13. Schleputz, M.; Rieg, A.D.; Seehase, S.; Spillner, J.; Perez-Bouza, A.; Braunschweig, T.; Schroeder, T.; Bernau, M.; Lambermont, V.; Schlumbohm, C.; Sewald, K.; Autschbach, R.; Braun, A.; Kramer, B.W.; Uhlig, S.; Martin, C. PLoS One 2012, 7, e47344. doi:10.1371/journal.pone.0047344
14. Henjakovic, M.; Martin, C.; Hoymann, H.G.; Sewald, K.; Ressmeyer, A.R.; Dassow, C.; Pohlmann, G.; Krug, N.; Uhlig, S.; Braun, A. Toxicol. Sci. 2008, 106, 444-453. doi:10.1093/toxsci/kfn178
15. Nassimi, M.; Schleh, C.; Lauenstein, H.D.; Hussein, R.; Hoymann, H.G.; Koch, W.; Pohlmann, G.; Krug, N.; Sewald, K.; Rittinghausen, S.; Braun, A.; Müller-Goymann, C. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2010, 75, 107-116. doi:10.1016/j.ejpb.2010.02.014
16. Nassimi, M.; Schleh, C.; Lauenstein, H.-D.; Hussein, R.; Lübbers, K.; Pohlmann, G.; Switalla, S.; Sewald, K.; Müller, M.; Krug, N.; Müller-Goymann, C.C.; Braun, A. Inhalation Toxicol. 2009, 21 (Suppl. 1), 104-109. doi:10.1080/08958370903005769
17. Neuhaus, V.; Schwarz, K.; Klee, A.; Seehase, S.; Forster, C.; Pfennig, O.; Jonigk, D.; Fieguth, H.G.; Koch, W.; Warnecke, G.; Yusibov, V.; Sewald, K.; Braun, A. PLoS One 2013, 8, e71728. doi:10.1371/journal.pone.0071728
18. Paranjpe, M.; Neuhaus, V.; Finke, J.H.; Richter, C.; Gothsch, T.; Kwade, A.; Büttgenbach, S.; Braun, A.; Müller-Goymann, C.C. Inhalation Toxicol. 2013, 25, 536-543. doi:10.3109/08958378.2013.810315
19. Wohlleben, W.; Kolle, S.N.; Hasenkamp, L.-C.; Böser, A.; Vogel, S.; von Vacano, B.; van Ravenzwaay, B.; Landsiedel, R. J. Phys.: Conf. Ser. 2011, 304, 012061. doi:10.1088/1742-6596/304/1/012061
20. Wohlleben, W.; Meier, M.W.; Vogel, S.; Landsiedel, R.; Cox, G.; Hirth, S.; Tomovic, Z. Nanoscale 2013, 5, 369-380. doi:10.1039/c2nr32711b
21. Monteiro-Riviere, N.A.; Inman, A.O.; Zhang, L.W. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2009, 234, 222-235. doi:10.1016/j.taap.2008.09.030
22. Wörle-Knirsch, J.M.; Pulskamp, K.; Krug, H.F. Nano Lett. 2006, 6, 1261-1268. doi:10.1021/nl060177c
23. Wohlsen, A.; Martin, C.; Vollmer, E.; Branscheid, D.; Magnussen, H.; Becker, W.-M.; Lepp, U.; Uhlig, S. Eur. Respir. J. 2003, 21, 1024-1032. doi:10.1183/09031936.03.00027502
24. Vallan, C.; Friis, R.R.; Burri, P.H. Exp. Lung Res. 1995, 21, 469-487. doi:10.3109/01902149509023720
25. Haberl, N.; Hirn, S.; Wenk, A.; Diendorf, J.; Epple, M.; Johnston, B.D.; Krombach, F.; Kreyling, W.G.; Schleh, C. Beilstein J. Nanotechnol. 2013, 4, 933-940. doi:10.3762/bjnano.4.105
26. Chernousova, S.; Epple, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 1636-1653. doi:10.1002/anie.201205923
27. Kermanizadeh, A.; Pojana, G.; Gaiser, B.K.; Birkedal, R.; Bilanicova, D.; Wallin, H.; Jensen, K.A.; Sellergren, B.; Hutchison, G.R.; Marcomini, A.; Stone, V. Nanotoxicology 2013, 7, 301-313. doi:10.3109/17435390.2011.653416
28. Warheit, D.B.; Webb, T.R.; Colvin, V.L.; Reed, K.L.; Sayes, C.M. Toxicol. Sci. 2007, 95, 270-280. doi:10.1093/toxsci/kfl128
29. Greulich, C.; Diendorf, J.; Simon, T.; Eggeler, G.; Epple, M.; Köller, M. Acta Biomater. 2011, 7, 347-354. doi:10.1016/j.actbio.2010.08.003
30. Kittler, S.; Greulich, C.; Diendorf, J.; Köller, M.; Epple, M. Chem. Mater. 2010, 22, 4548-4554. doi:10.1021/cm100023p
31. Beyerle, A.; Schulz, H.; Kissel, T.; Stoeger, T.J. Phys.: Conf. Ser. 2009, 151, 012034. doi:10.1088/1742-6596/151/1/012034
32. Cho, W.-S.; Duffin, R.; Howie, S.E.M.; Scotton, C.J.; Wallace, W.A.H.; Macnee, W.; Bradley, M.; Megson, I.L.; Donaldson, K. Part. Fibre Toxicol. 2011, 8, No. 27. doi:10.1186/1743-8977-8-27
33. Journeay, W.S.; Suri, S.S.; Moralez, J.G.; Fenniri, H.; Singh, B. Small 2008, 4, 817-823. doi:10.1002/smll.200700700
34. Sayes, C.M.; Reed, K.L.; Warheit, D.B. Toxicol. Sci. 2007, 97, 163-180. doi:10.1093/toxsci/kfm018
35. Kermanizadeh, A.; Vranic, S.; Boland, S.; Moreau, K.; Baeza-Squiban, A.; Gaiser, B.K.; Andrzejczuk, L.A.; Stone, V. BMC Nephrol. 2013, 14, 96. doi:10.1186/1471-2369-14-96
36. Wilhelmi, V.; Fischer, U.; van Berlo, D.; Schulze-Osthoff, K.; Schins, R.P.; Albrecht, C. Toxicol. In Vitro 2012, 26, 323-334. doi:10.1016/j.tiv.2011.12.006
37. Xia, T.; Kovochich, M.; Liong, M.; Mädler, L.; Gilbert, B.; Shi, H.; Yeh, J.I.; Zink, J.I.; Nel, A.E. ACS Nano 2008, 2, 2121-2134. doi:10.1021/nn800511k
38. Inoue, K.; Branigan, D.; Xiong, Z.-G.J. Biol. Chem. 2010, 285, 7430-7439. doi:10.1074/jbc.M109.040485
39. Misra, S.K.; Dybowska, A.; Berhanu, D.; Luoma, S.N.; Valsami-Jones, E. Sci. Total Environ. 2012, 438, 225-232. doi:10.1016/j.scitotenv.2012.08.066
40. Singh, C.; Friedrichs, S.; Levin, M.; Birkedal, R.; Jensen, K.A.; Pojana, G.; Wohlleben, W.; Schulte, S.; Wiench, K.; Turney, T.; Koulaeva, O.; Marshall, D.; Hund-Rinke, K.; Kördel, W.; Van Doren, E.; De Temmerman, P.-J.; Abi Daoud Francisco, M.; Mast, J.; Gibson, N.; Koeber, R.; Linsinger, T.; Klein, C. NM-Series of Representative Manufactured Nanomaterials, Zinc Oxide NM-110, NM-111, NM-112, NM-113, Characterisation and Test Item Preparation; EUR-Scientific and Technical Research Reports; Publications Office of the European Union: 2011, 2011. doi:10.2787/55008
41. Liu, J.; Hurt, R.H. Environ. Sci. Technol. 2010, 44, 2169-2175. doi:10.1021/es9035557
42. Liu, J.; Wang, Z.; Liu, F.D.; Kane, A.B.; Hurt, R.H. ACS Nano 2012, 6, 9887-9899. doi:10.1021/nn303449n
43. Loza, K.; Diendorf, J.; Sengstock, C.; Ruiz-Gonzalez, L.; Gonzalez-Calbet, J.M.; Vallet-Regi, M.; Köller, M.; Epple, M. J. Mater. Chem. B 2014, 2, 1634-1643. doi:10.1039/c3tb21569e
44. Rehberg, M.; Krombach, F.; Pohl, U.; Dietzel, S. PLoS One 2011, 6, e28237. doi:10.1371/journal.pone.0028237
45. Liu, T.-M.; Tai, S.-P.; Yu, C.-H.; Wen, Y.-C.; Chu, S.-W.; Chen, L.-J.; Prasad, M.R.; Lin, K.-J.; Sun, C.-K. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 043122 doi:10.1063/1.2240738
46. Tai, S.-P.; Wu, Y.; Shieh, D.-B.; Chen, L.-J.; Lin, K.-J.; Yu, C.-H.; Chu, S.-W.; Chang, C.-H.; Shi, X.-Y.; Wen, Y.-C.; Lin, K.-H.; Liu, T.-M.; Sun, C.-K. Adv. Mater. 2007, 19, 4520-4523. doi:10.1002/adma.200602213
47. Sauer, U.G.; Vogel, S.; Aumann, A.; Hess, A.; Kolle, S.N.; Ma-Hock, L.; Wohlleben, W.; Dammann, M.; Strauss, V.; Treumann, S.; Groters, S.; Wiench, K.; van Ravenzwaay, B.; Landsiedel, R. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2014, 276, 1-20. doi:10.1016/j.taap.2013.12.017
48. Wang, H.S.; Qiao, X.L.; Chen, J.G.; Ding, S.Y. Colloids Surf., A 2005, 256, 111-115. doi:10.1016/j.colsurfa.2004.12.058
49. Standard operating procedures for characterisation of the selected manufactured nanomaterials types. 2011; http://www.nanogenotox.eu/files/PDF/Deliverables/nanogenotox%20deliverable%202_wp4_%20sops%20report.pdf (accessed Oct 9, 2014).