Mit PEG modifizierte RhB-verkapselnde Silica-Nanopartikel beeinflussen die vaskuläre Endothelfunktion in Endothelzellen und im Zebrafischmodell
Shuang Liang 1, Yueyue Chen 1, Shiming Zhang 2, Yuanyuan Cao 1, Junchao Duan 3, Yapei Wang 4, Zhiwei Sun 5
Zusammenfassung
Siliciumdioxid-Nanopartikel (SiNPs) werden häufig in Produkten für die menschliche Gesundheit verwendet, beispielsweise in Lebensmittelzusatzstoffen, Kosmetika und sogar in der Arzneimittelverabreichung, Gentherapie oder Bioimaging. Kürzlich wurde von der US-amerikanischen FDA eine erste klinische Studie am Menschen auf Basis von mit Polyethylenglykol (PEG) modifizierten SiNPs zur Nachverfolgung von Melanomen genehmigt. Da es sich um ein nanobasiertes Arzneimittelverabreichungssystem handelt, sind dessen Biokompatibilität und Gefäßtoxizität jedoch noch weitgehend unbekannt. Daher haben wir die fluoreszierenden SiNPs synthetisiert, um die Biokompatibilität und die Gefäßendothelfunktion zu untersuchen und verschiedene biologische Wirkungen zu vergleichen, die durch PEG-modifizierte und unmodifizierte SiNPs in Zellen und Zebrafischmodellen verursacht werden. Die Charakterisierungen von SiNPs und PEG-modifizierten SiNPs wurden mittels TEM, SEM, AFM und DLS analysiert, die eine relativ gute Stabilität und Dispersion zeigten. Im Vergleich zu SiNPs hatten PEG-modifizierte SiNPs die Entzündungsreaktion und Gefäßschäden in den transgenen Zebrafischlinien Tg (fli-1: EGFP) und Tg (mpo: GFP) deutlich reduziert. In Übereinstimmung mit den In-vivo-Ergebnissen wurde festgestellt, dass die PEG-modifizierten SiNPs im Vergleich zu SiNPs die Konzentrationen von ROS, entzündlichen Zytokinen und mitochondrial vermittelter Apoptose in vaskulären Endothelzellen deutlich senken, und der ROS-Scavenger NAC könnte die oben genannten Nebenwirkungen wirksam lindern durch Nanopartikel induziert. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die PEG-modifizierten SiNPs durch eine Erhöhung der Biokompatibilität und eine Verringerung der Zelltoxizität in lebenden Organismen sicherer werden könnten.
Schlüsselwörter: Endothelzellen; PEG-Modifikation; RhB-verkapselnde SiNPs; Gefäßfunktion; Zebrafisch.
Abkürzung: mPEG-NH2
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