O estudo a seguir avalia o perfil toxicológico de uma estrutura metal-orgânica selecionada utilizando sensor de impedância de substrato de célula elétrica (ECIS), uma técnica de triagem de alto rendimento em tempo real.
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Artigo de método
Sensoriamento Elétrico Célula-Substrato para Avaliação em Tempo Real de Perfis Toxicológicos de Estrutura Metal-Orgânica
Neste artigo
Resumo
Resumo
Estruturas metal-orgânicas (MOFs) são híbridos formados através da coordenação de íons metálicos e ligantes orgânicos em solventes orgânicos. A implementação de MOFs em aplicações biomédicas e industriais tem gerado preocupações quanto à sua segurança. Neste estudo, o perfil de um MOF selecionado, um quadro de imidazol zeolítico, foi avaliado após exposição a células epiteliais pulmonares humanas. A plataforma de avaliação foi uma técnica em tempo real (i.e., sensor elétrico de impedância célula-substrato [ECIS]). Este estudo identifica e discute alguns dos efeitos deletérios da MOF selecionada sobre as células expostas. Além disso, este estudo demonstra os benefícios do uso do método em tempo real versus outros ensaios bioquímicos para avaliações celulares abrangentes. O estudo conclui que as mudanças observadas no comportamento celular podem sugerir uma possível toxicidade induzida pela exposição a MOFs de diferentes características físico-químicas e à dosagem desses referenciais que estão sendo utilizados. Ao compreender as mudanças no comportamento celular, prevê-se a capacidade de melhorar estratégias seguras de MOFs a serem usadas para aplicações biomédicas, adaptando especificamente suas características físico-químicas.
Introdução
Estruturas metal-orgânicas (MOFs) são híbridos formados através da combinação de íons metálicos e ligantes orgânicos 1,2 em solventes orgânicos. Devido à variedade dessas combinações, os MOFs possuem diversidade estrutural3, porosidade ajustável, alta estabilidade térmica e altas áreas superficiais 4,5. Tais características os tornam candidatos atraentes em uma variedade de aplicações, desde o armazenamento de gás 6,7 até a catálise8,9 e dos agentes de contr....
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Protocolo
1. Síntese de ZIF-8
- Para a finalidade deste exemplo, use uma relação de massa de 1:10:100 (metal:linker:solvente) para sintetizar o ZIF-8. Para isso, meça o hexahidrato de nitrato de zinco e registre a medição. Utilize o exemplo de razão de massa para calcular a quantidade necessária para o ligante, 2-metilimidazol, e o solvente (ou seja, metanol).
- Coloque o hexahidrato de nitrato de zinco e o ligante em dois frascos de vidro diferentes. Adicionar metade da quantidade calculada de metanol ao hexahidrato de nitrato de zinco e a outra metade ao ligante. Deixe cada solução se dissolver.
- Combine as duas soluções (ou seja, sol....
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Resultados
Usando uma linhagem celular modelo in vitro comum 39 (BEAS-2B), este estudo teve como objetivo demonstrar a viabilidade e aplicabilidade do ECIS para avaliar mudanças no comportamento celular após exposição a um MOF sintetizado em laboratório. A avaliação dessas alterações foi complementada pela análise por meio de ensaios colorimétricos convencionais.
As características físico-químicas do framework foram primeiramente avaliadas para garantir a reprodutibilidad.......
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Discussão
Análises anteriores mostraram que o ECIS poderia ser usado para avaliar o comportamento de células expostas a analitos (i.e., nanotubos de carbono35, fármacos43 ou nanoargilas16). Além disso, Stueckle e col. avaliaram a toxicidade de células BEAS-2B expostas a nanoargilas e seus subprodutos e verificaram que o comportamento celular e a fixação eram dependentes das características físico-químicas desses materiais42. Neste traba.......
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Divulgações
Os autores declaram não haver conflitos de interesse neste trabalho.
Agradecimentos
Este trabalho foi financiado em parte pelo programa T32 do National Institute of General Medical Sciences (NIGMS) (T32 GM133369) e pela National Science Foundation (NSF 1454230). Além disso, as Instalações de Pesquisa Compartilhadas da WVU e a assistência e suporte em Biofísica Aplicada são reconhecidos.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Dissulfonato de 4-[3-(4-idofenil)-2-(4-nitrofenil)-2H-5-tetrazólio]-1,3-benzeno (ensaio WST-1) | Roche | 5015944001 | |
| 0,25% Tripsina-EDTA (1x) | Placas Gibco | 25255-056 | |
| 100 mm | Corning | 430167 | |
| 1300 Série A2 capa de biofumo | Thermo Scientific | 323TS | |
| 2510 Branson sonicador de banho | Equipamento de processo e Supply, Inc. | 251OU-DTH | |
| 2-metilimidazol, 97% | Alfa Aesar | 693-98-1 | |
| 5 mL microtubo estéril | Argos Technologies | T2076S-CA | |
| 50 mL tubos | Falcon | 352098 | |
| 96W10idf | Biofísica Aplicada | 96W10idf PET | |
| 96 placas de poços | Fisherbrand | FB012931 | |
| Biorender | Biorender N | /A | |
| Countess cell counting chamber slides | Invitrogen | C10283 | |
| Countess II FL contador automatizado de células | Life Technologies | C0916-186A-0303 | |
| Denton Desk V pulverizador catódico e revestidor de carbono | Denton Vacuum | N/A | |
| Dimetly sulfóxido | Corning | 25-950-CQC | |
| DPBS/Cytiva Modificado | SH30028.02 | ||
| Meio Eagle modificado da Dulbecco | Corning | 10-014-CV | |
| ECIS-ZΘ | Biofísica Aplicada | ABP 1129 | |
| Excel | Microsoft | Versão 2301 | |
| Tubos Falcon (15 mL) | Corning | 352196 | |
| Soro bovino fetal | Gibco | 16140-071 | |
| Leitor de placas FLUOstar OPTIMA | BMG LABTECH | 413-2132 | |
| Software GraphPad Prism (9.0.0) | Software GraphPad, LLC | Versão 9.0.0 | |
| Incubadora HERAcell 150i CO2 | Thermo Scientific | 50116047 | |
| Hitachi S-4700 Microscópio eletrônico de varredura por emissão de campo equipado com raios-X dispersivos de energia | Hitachi High-Technologies Corporation | S4700 e software | |
| Software ImageJ software | National Institutes of Health | N/A | |
| Células epiteliais brônquicas humanas imortalizadas | Type Culture Collection | CRL-9609 | |
| Isotemp freezer | Fisher Scientific | ||
| Metanol, 99% | Fisher Chemical | 67-56-1 | |
| Filme de vedação de parafilme | The Lab Depot | HS234526A | |
| Penicilina/Steptomicina | Gibco | 15140-122 | |
| Sorvall Legend X1R Centrifuge | Thermo Scientific | 75004220 | |
| Sorvall T 6000B | DU PONT | T6000B | |
| Trypan blue, solução a 0,4% em PBS | MP Biomedicals, LLC | 1691049 | |
| Câmara de Vácuo | Belart | 999320237 | |
| Nitrato de Zinco Hexahidratado, 98% extra puro | Acros Organic | 101-96-18-9 |
Referências
- Tamames-Tabar, C., et al. Cytotoxicity of nanoscaled metal-organic frameworks. Journal of Materials Chemistry. B. 2 (3), 262-271 (2014).
- Lin, W. X., et al. Low cytotoxic metal-organic frameworks as temperature-responsive drug carriers. ChemP....
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Reimpressões e permissões
