In vitro Tossicità di nanoparticelle ingegnerizzate di rilevanza industriale nelle cellule epiteliali alveolari umane: interfaccia aria-liquido rispetto a colture sommerse

Diverse industrie hanno già incorporato nei loro processi di produzione le nanoparticelle ingegnerizzate (ENP), aumentando il rischio potenziale di esposizione all’inalazione dei lavoratori. I modelli in vitro sono stati ampiamente utilizzati per studiare la tossicità dell’ENP.
Le colture cellulari dell’interfaccia aria-liquido (ALI) stanno emergendo come una valida alternativa alle colture sommerse poiché sono più rappresentative dell’esposizione per inalazione a particelle di dimensioni nanometriche sospese nell’aria. Abbiamo confrontato la tossicità in vitro di quattro ENP utilizzati come materie prime nel settore della ceramica avanzata in cellule simili all’epitelio alveolare umane coltivate in condizioni sommerse o ALI.
Le colture sommerse sono state esposte a sospensioni liquide ENP oa ENP aerosolizzata presso ALI. La tossicità è stata valutata determinando il rilascio di LDH, il metabolismo di WST-1 e il danno al DNA. Nel complesso, le cellule erano più sensibili agli effetti citotossici ENP quando coltivate ed esposte sotto ALI. Non è stata osservata alcuna citotossicità significativa dopo 24 ore di esposizione a sospensioni liquide ENP, sebbene l’ENP aerosolizzato abbia chiaramente influenzato la vitalità cellulare e il rilascio di LDH.
In generale, tutti gli ENP hanno aumentato il danno primario al DNA indipendentemente dalla modalità di esposizione, dove un aumento delle rotture del filamento di DNA è stato rilevato solo in condizioni sommerse. I nostri dati mostrano che a concentrazioni occupazionali rilevanti, l’ENP selezionato esercita una lieve tossicità per le cellule epiteliali alveolari e l’esposizione all’ALI potrebbe essere la scelta più adatta quando si valuta la tossicità dell’ENP in modelli respiratori in condizioni di esposizione realistiche.

Analisi comparativa di linee cellulari di salmone e colture cellulari primarie di zebrafish Infezione con l’agente patogeno del pesce Piscirickettsia salmonis 

 

Piscirickettsia salmonis è l’agente eziologico della piscirickettsiosi, una malattia che causa perdite significative nel settore dell’allevamento del salmone. Al fine di svelare i meccanismi patogenetici di P. salmonis , devono essere condotti studi molecolari e cellulari appropriati in più linee cellulari con origini diverse. A tal fine, abbiamo stabilito un test di vitalità cellulare adatto per l’analisi ad alto rendimento utilizzando il reagente blu segnale per seguire le fasi distinte del ciclo di infezione batterica.
  • I cambiamenti nella vitalità delle cellule ospiti possono essere facilmente rilevati utilizzando un lettore di piastre basato su assorbanza o fluorescenza. Il nostro metodo ha monitorato accuratamente il ciclo di infezione attraverso due diverse linee cellulari derivate dal salmone atlantico, con proprietà di macrofagi e cellule epiteliali e colture cellulari primarie di zebrafish.
  • Sono state inoltre eseguite analisi per quantificare la replicazione batterica intracellulare in combinazione con la microscopia a fluorescenza per visualizzare P. salmonis e le strutture cellulari nelle cellule fisse. Inoltre, l’analisi dell’espressione genica doppia ha mostrato che le citochine pro-infiammatorie IL-6, IL-12 e TNFα erano sovraregolate, mentre le citochine IL1b e IFNγ erano sottoregolate nei tre tipi di coltura cellulare.
  • L’espressione del P. salmonis geni per la captazione del metallo e per l’acquisizione dell’eme, insieme ai geni della tossina e dell’effettore ospD3 ym t, pipB2 pepO, sono stati sovraregolati nelle fasi precoci e tardive dell’infezione, indipendentemente dal tipo di coltura cellulare.
  • D’altra parte, i geni del sistema di secrezione Dot/Icm, nonché i geni relativi allo stato stazionario e alla scarsità di nutrienti sono stati sovraregolati solo nella fase avanzata di P. salmonis infezione intracellulare. Proponiamo che questi geni che codificano per putativi P. salmonis fattori di virulenza e proteine immuno-correlate potrebbero essere biomarcatori adatti di P. infezione da salmone .
  • Il protocollo di infezione e il saggio di vitalità cellulare qui descritti forniscono un metodo affidabile per confrontare i cambiamenti molecolari e cellulari indotti da P. salmonis in altre linee cellulari e ha il potenziale per essere utilizzato per screening ad alto rendimento di nuovi antimicrobici che prendono di mira questo importante patogeno intracellulare dei pesci.

Stimolazione a corrente continua in sistemi di coltura cellulare e sezioni di cervello: nuovi approcci per la valutazione meccanicistica della plasticità neuronale e della neuromodulazione: stato dell’arte

 

La stimolazione a corrente continua non invasiva (DCS) del cervello umano induce la plasticità neuronale e altera la cognizione e il comportamento legati alla plasticità. Sono stati pubblicati numerosi studi di ricerca animale di base incentrati su bersagli molecolari e cellulari della MDD. I modelli in vivo, ex vivo e in vitro hanno migliorato le conoscenze sui fondamenti meccanicistici degli effetti della MDD.
La nostra revisione ha identificato 451 articoli utilizzando una strategia di ricerca basata su PRISMA. Solo una minoranza di questi documenti ha utilizzato esperimenti di coltura cellulare o fettine di cervello con paradigmi DCS paragonabili a quelli applicati negli esseri umani. La maggior parte degli studi è stata eseguita su sezioni di cervello (9 articoli), mentre gli esperimenti su colture cellulari (2 articoli) sono stati condotti solo raramente.
Questi approcci ex vivo e in vitro sottolineano l’importanza dell’orientamento cellulare e del campo elettrico, della morfologia cellulare, della posizione delle cellule all’interno delle popolazioni, della durata della stimolazione (acuta, prolungata, cronica) e dei cambiamenti molecolari, come le vie di segnalazione intracellulare dipendenti dal Ca2+, per gli effetti della stimolazione DC.
Gli studi esaminati aiutano a chiarire e confermare i meccanismi di base di questo intervento. Tuttavia, il potenziale degli studi in vitro non è stato pienamente sfruttato e una combinazione più sistematica di modelli di roditori, ex vivo e approcci cellulari potrebbe fornire una migliore comprensione dei cambiamenti neurofisiologici causati dalla tDCS.

 

Interazioni cellula-materiale nella coltura a contatto diretto di cellule endoteliali su stent biodegradabili a base di ferro fabbricati mediante fusione laser a letto di polvere e impatto del rilascio di ioni

 

La produzione additiva è una tecnologia promettente per la fabbricazione di impianti personalizzati con geometria complessa. L’obiettivo di questo studio era di indagare l’interazione cellulare-materiale iniziale delle strutture di stent Fe-30Mn-1C-0.02S degradabili rispetto al 316L convenzionale come riferimento, entrambi elaborati mediante fusione del letto di polvere laser. Le leghe a base di FeMn hanno proprietà meccaniche comparabili con l’AISI 316L applicato clinicamente per un materiale per stent resistente alla corrosione.
Diversi stadi di corrosione delle superfici dello stent Fe-30Mn-1C-0.02S così come sono stati simulati mediante precondizionamento in DMEM in condizioni di coltura cellulare per 2 ore, 7 giorni e 28 giorni. Le cellule endoteliali della vena ombelicale umana (HUVEC) sono state seminate direttamente sui campioni precondizionati e sono state analizzate la vitalità, l’aderenza e la morfologia delle cellule.
Questi studi sono stati accompagnati da misurazioni del rilascio di ioni di ferro e manganese e spettroscopia elettronica Auger per valutare l’influenza dei prodotti della corrosione e della degradazione sulle celle. Nella fase iniziale (2 ore di precondizionamento), gli HUVEC sono stati in grado di attaccarsi, ma il numero di cellule è diminuito durante il periodo di coltivazione di 14 giorni e il pattern di colorazione CD31 dei contatti intercellulari è stato disordinato.
Nei successivi punti di corrosione (7 e 28 giorni di precondizionamento), la colorazione CD31 era distintamente localizzata ai contatti intercellulari e la densità cellulare è aumentata dopo la semina ed è rimasta stabile fino a 14 giorni. La formazione di uno strato di degradazione complesso, che aveva una composizione e uno spessore dipendenti dal tempo di precondizionamento, ha portato a un rilascio di ioni ridotto e, infine, ha mostrato un effetto positivo sulla sopravvivenza cellulare. In conclusione, i nostri dati suggeriscono l’idoneità di Fe-30Mn-1C-0.02S per applicazioni in vivo .

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