Magnetic nanoparticles for drug targeting: From design to insights into systemic toxicity. Preclinical evaluation of hematological, vascular and neurobehavioral toxicology

Autor: Mariela Agotegaray, Adrián Esteban Campelo, Verónica Leticia Lassalle, Cristina Bras, Roberto D. Zysler, Fernanda Gumilar, Virginia Massheimer, Alejandra Minetti, Ariel Gandini
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
0301 basic medicine
Drug
Diclofenac
Erythrocytes
CIENCIAS MÉDICAS Y DE LA SALUD
Biocompatibility
Platelet Aggregation
Cell Survival
media_common.quotation_subject
Biomedical Engineering
Spleen
VASCULAR
02 engineering and technology
Pharmacology
Nitric Oxide
Biotecnología de la Salud
03 medical and health sciences
Mice
Drug Delivery Systems
medicine
Animals
General Materials Science
Rats
Wistar
Cytotoxicity
Magnetite Nanoparticles
DRUG TARGETING
CHITOSAN
Cells
Cultured
media_common
Chitosan
Drug Carriers
MAGNETIC NANOPARTICLES
Chemistry
Anti-Inflammatory Agents
Non-Steroidal
Endothelial Cells
021001 nanoscience & nanotechnology
030104 developmental biology
medicine.anatomical_structure
Targeted drug delivery
Female
Nanocarriers
0210 nano-technology
Drug carrier
medicine.drug
Otras Biotecnologías de la Salud
Popis: A simple two-step drug encapsulation method was developed to obtain biocompatible magnetic nanocarriers for the potential targeted treatment of diverse diseases. The nanodevice consists of a magnetite core coated with chitosan (Chit@MNPs) as a platform for diclofenac (Dic) loading as a model drug (Dic-Chit@MNPs). Mechanistic and experimental conditions related to drug incorporation and quantification are further addressed. This multi-disciplinary study aims to elucidate the toxicological impact of the MNPs at hematological, vascular, neurological and behavioral levels. Blood compatibility assays revealed that MNPs did not affect either erythrosedimentation rates or erythrocyte integrity at the evaluated doses (1, 10 and 100 μg mL-1). A microscopic evaluation of blood smears indicated that MNPs did not induce morphological changes in blood cells. Platelet aggregation was not affected by MNPs either and just a slight diminution was observed with Dic-Chit@MNPs, an effect possibly due to diclofenac. The examined formulations did not exert cytotoxicity on rat aortic endothelial cells and no changes in cell viability or their capacity to synthesize NO were observed. Behavioral and functional nervous system parameters in a functional observational battery were assessed after a subacute treatment of mice with Chit@MNPs. The urine pools of the exposed group were decreased. Nephritis and an increased number of megakaryocytes in the spleen were observed in the histopathological studies. Sub-acute exposure to Chit@MNPs did not produce significant changes in the parameters used to evaluate neurobehavioral toxicity. The aspects focused on within this manuscript are relevant at the pre-clinical level providing new and novel knowledge concerning the biocompatibility of magnetic nanodevices for biomedical applications. Fil: Agotegaray, Mariela Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentina Fil: Campelo, Adrián Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur; Argentina Fil: Zysler, Roberto Daniel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina Fil: Gumilar, Fernanda Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur; Argentina Fil: Bras, Cristina Liliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur; Argentina Fil: Gandini, Norberto Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina Fil: Minetti, A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur; Argentina Fil: Massheimer, Virginia Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur; Argentina Fil: Lassalle, Verónica Leticia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentina
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