Ein Vergleichsmulti

Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 9306 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Hier wurde eine vergleichende Toxizitätsbewertung von Vorläufer-Kohlenstoffpunkten aus Kaffeeabfällen (cofCDs), die nach Prinzipien der grünen Chemie gewonnen wurden, und von Gd-dotierten Nanohybriden (cofNHs) unter Verwendung hämatologischer, biochemischer und histopathologischer Tests in vivo durchgeführt (CD1-Mäuse, intraperitoneale Verabreichung, 14 Tage). und neurochemischer Ansatz in vitro (Nervenendigungen des Rattenkortex, Synaptosomen). Daten zur Serumbiochemie zeigten ähnliche Veränderungen in den mit cofCDs und cofNHs behandelten Gruppen, d. h. keine Veränderungen in den Aktivitäten der Leberenzyme und im Kreatinin, aber verringerte Harnstoff- und Gesamtproteinwerte. Hämatologische Daten zeigten in beiden Gruppen erhöhte Lymphozyten und gleichzeitig verringerte Granulozyten, was auf entzündliche Prozesse im Organismus hinweisen könnte und durch Leberhistopathologie bestätigt wurde; verringerte Parameter im Zusammenhang mit roten Blutkörperchen und die Anzahl der Blutplättchen sowie ein erhöhtes mittleres Blutplättchenvolumen, was auf Bedenken hinsichtlich der Blutplättchenreifung hindeuten könnte und durch die Histopathologie der Milz bestätigt wurde. Somit wurde eine relative Sicherheit sowohl von cofCDs als auch von cofNHs für Niere, Leber und Milz gezeigt, während Bedenken hinsichtlich der Thrombozytenreifung und Erythropoese bestanden. In einer Studie zur akuten Neurotoxizität hatten cofCDs und cofNHs (0,01 mg/ml) keinen Einfluss auf den extrazellulären Spiegel von L-[14C]Glutamat und [3H]GABA in Nerventerminalpräparaten. Daher zeigten cofNHs minimale Veränderungen in Serumbiochemie- und Hämatologietests, wiesen keine akuten Neurotoxizitätszeichen auf und können als perspektivisch biokompatibles, ungiftiges theragnostisches Mittel angesehen werden.

Die Kombination von Bildgebungsmodalitäten innerhalb der therapeutischen Einheit ist ein vielversprechender Ansatz, um die Einschränkungen herkömmlicher Behandlungen zu überwinden und letztendlich die therapeutische Wirksamkeit zu verbessern. In diesem Zusammenhang haben hybride Nanomaterialien, Nanohybride (NHs), aufgrund ihrer besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften ein besonderes Interesse in der Biomedizin geweckt1. Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine der am weitesten verbreiteten bioimaging-Diagnosetechniken. Unter den Lanthaniden ist Gadolinium (Gd) aufgrund seines hohen magnetischen Moments und der längsten Elektronenspinrelaxationszeit3 das beste Kontrastmittel für die MRT-Diagnostik2 und liefert dadurch das kontrastreichste MRT-Bild. Der Einbau von Gd in die Nanostrukturen kann einerseits seine Toxizität im Organismus abschwächen und ermöglicht andererseits die Nutzung des Phänomens der Anreicherung von Nanopartikeln im Tumor. Um die Toxizität zu überwinden, wird Gd normalerweise in Nanovesikeln (z. B. Liposomen und Mizellen), metallischen Nanopartikeln und Kohlenstoffnanomaterialien usw. eingebettet.4,5,6,7,8,9.

Unter den Kohlenstoffnanomaterialien stellen die Kohlenstoffpunkte (CDs) eine Klasse von Nanomaterialien mit großer Diversität dar, die aufgrund ihrer geringen Kosten, einfachen Produktionsmethoden, geringen Umweltbelastung und multidisziplinären Anwendungspotenzials von besonderem Interesse ist10, 11. Ein großer Vorteil der CD-Produktion ist die Es besteht die Möglichkeit, eine Vielzahl von Vorläufern und Methoden zu verwenden12, und darüber hinaus können CDs gemäß den Prinzipien der grünen Chemie erhalten werden. Die methodischen Ansätze ihrer Synthese umfassen mikrowellenunterstützte Pyrolyse, elektrochemische hydrothermale, solvothermale Methoden usw.13. Gemäß den Grundsätzen der grünen Chemie werden Bioabfälle häufig zur Herstellung von CDs verwendet, insbesondere Weizenstroh14, Reisrückstände15, Bockshornkleesamen16, Obst- und Gemüseschalen17,18,19,20, Zuckerrohrmelasse21, Kaffeeabfälle22,23,24, 25,26 usw. CDs besitzen eine fehlerhafte Zusammensetzung koexistierender aromatischer und aliphatischer Stellen, deren elementare Bestandteile Graphen, Graphenoxid und Diamant sind, deren Anteile und Variationen sowie die Vielfalt der Gruppen an ihrer Oberfläche vom Original abhängen Materialien und die Bedingungen ihrer Synthese.

Abhängig von ihren Vorläufern und Produktionsmethoden zeigten CDs unterschiedliche Biotoxizität. In unserer vorherigen Studie wurden neuroaktive Eigenschaften von CDs nachgewiesen, die durch Mikrowellenerwärmung aus β-Alanin gewonnen wurden. Diese Nanopartikel (in hohen Konzentrationen) beeinflussten wichtige Eigenschaften der hemmenden und erregenden, d. h. Glutamat- und g-Aminobuttersäure (GABA)-ergen Neurotransmission in isolierten Nervenenden des Rattenhirns27. Es sollte betont werden, dass Glutamat und GABA entscheidende erregende bzw. hemmende Neurotransmitter im Zentralnervensystem sind, deren Transport und Homöostase beeinträchtigt sind und zur neuronalen Dysfunktion und Pathogenese schwerwiegender neurologischer Störungen beitragen. In einer anderen Studie wurde festgestellt, dass aus Thioharnstoff synthetisierte schwefelhaltige CDs im Vergleich zu schwefelfreien CDs einen um ein Drittel geringeren Einfluss auf den Glutamat- und GABA-Transport in den Nervenenden haben28.

Literaturdaten zeigten, dass aus kommerziellen Synthesechemikalien synthetisierte CDs mithilfe einer energetisch ungünstigen hydrothermischen Behandlung29,30,31,32 und der Anwendung einer mikrowellenunterstützten Methode33 mit Gd dotiert werden können. Es liegen keine Daten zur Toxizität Gd-dotierter kohlenstoffbasierter Nanopartikel vor. Insbesondere wurde die potenzielle Toxizität von Gd-dotierten CDs (Gd-CDs), die mithilfe einer einstufigen lösungsmittelfreien Technik mit Gd-DTPA und L-Arginin synthetisiert wurden, durch biochemische Serumanalysen bewertet. Gd-CDs zeigten bei einer Langzeitanwendung eine geringe Toxizität für die Tiere34. In einer anderen Studie wurden Gd-CDs mithilfe einer hydrothermischen Methode mit 3,4-Dihydroxyhydrozimtsäure, 2,2′-(Ethylendioxy)bis(ethylamin) und Gadoliniumchlorid hergestellt. Der Hämolysetest von Gd-CDs zeigte kein signifikantes Hämolysephänomen, was auf eine leichte Schädigung der roten Blutkörperchen und eine Biokompatibilität mit dem Blut hinweist. In einer Zytotoxizitätsstudie mit menschlichen embryonalen Nierenzellen (293 T-Zellen, CCK-8-Assay) wurde die Lebensfähigkeit der Zellen durch Gd-CDs nicht verändert, was auf ihre geringe Zytotoxizität in vitro hinwies. Die histopathologischen Daten der behandelten Mäusegewebe zeigten im Vergleich zu den Kontrollgruppen keine offensichtlichen Anomalien oder Läsionen in Herz, Niere, Leber und Milz. Es wurde der Schluss gezogen, dass Gd-CDs eine gute Biokompatibilität aufwiesen und für weitere Bioanwendungen geeignet waren31. Außerdem wurde Gd-Meglumin zusammen mit Zitronensäure und Diethylentriamin verwendet, um Gd-CDs durch ein einstufiges hydrothermales Verfahren zu synthetisieren, und die Nanopartikel zeigten eine unauffällige Zytotoxizität32. Mit AS1411-Aptameren konjugierte Gd-CDs wurden über einen einfachen solvothermalen Ansatz hergestellt. Im In-vitro-Test gab es bei den 4T1-Zellen im Vergleich zur Kontrollgruppe keine offensichtliche Schädigung, nach der Anwendung der Nanopartikel in vivo wurde keine offensichtliche Hämolyse beobachtet und die synthetisierten Nanopartikel zeigten eine gute Biokompatibilität35.

Da Gd per se biotoxische Eigenschaften besitzt36,37,38, stellte sich die Frage, ob die Dotierung mit Gd zur Toxizität der Nanopartikel beitrug oder nicht. Es liegen keine Literaturdaten zur vergleichenden Toxizität von Gd-CDs und ihren nicht-funktionalisierten Gd-freien Vorläufern vor.

Unter Berücksichtigung der oben genannten Fakten waren die Ziele dieser Studie: (*) eine mehrstufige Toxizitätsbewertung neuartiger, ultrakleiner, kohlenstoffbasierter Gd-dotierter Nanohybride aus Kaffeeabfällen (cofNHs), die auf der Basis grüner Chemie gewonnen wurden, und (*) *) ein Vergleich der CofNHs-Toxizität mit ihren Vorläufern, nicht funktionalisierten Gd-freien CDs aus Kaffeeabfällen (cofCDs); unter Verwendung hämatologischer, biochemischer und histopathologischer methodischer Ansätze nach in vivo-Verabreichung der Nanopartikel und akuter Neurotoxizitätsstudie in vitro. Letzteres charakterisierte die vergleichenden Auswirkungen von cofCDs und cofNHs auf die entscheidende Eigenschaft der Glutamat- und GABA-ergen Neurotransmission unter Verwendung von Nervenendigungen, die aus dem Cortex der Ratte (Synaptosomen) isoliert wurden, die eines der besten Modellsysteme zur Erforschung präsynaptischer Prozesse sind39.

Bei keiner Gruppe der Versuchstiere wurde eine Toxizität beobachtet. Auch in der Kontroll- und der cofCD-Gruppe wurde keine Mortalität beobachtet, allerdings starb eine Maus in der cofNH-Gruppe am 6. Tag der Studie. Darüber hinaus zeigten alle Tiere mit Ausnahme des verstorbenen Tieres eine kontinuierliche Körpergewichtszunahme ohne statistisch signifikanten Unterschied zwischen den Gruppen, was auf das Wohlbefinden der Mäuse und keine Toxizität der getesteten Nanopartikel bei 14-tägiger Anwendung in den beschriebenen Dosen hinweisen könnte (Abb. 1).

Körpergewichtsdynamik (absolute (a) und relative Körpergewichtsveränderungen (b)) von Kontrollmäusen und Mäusen, die 14 Tage lang mit cofCDs und cofNHs behandelt wurden.

Den in Abb. 2 dargestellten Daten zufolge führten sowohl die Anwendung von cofCDs als auch von cofNHs zu einem tendenziellen Anstieg des Lymphozytenanteils (LYM) (p = 0,129 bzw. p = 0,071) bei gleichzeitiger Abnahme des Anteils neutrophiler Granulozyten (GRAN) (p =). 0,179 bzw. p = 0,063). Diese Veränderungen sind in der Regel ein Hinweis auf einen bestimmten Entzündungsprozess im Organismus, wie etwa eine virale oder chronische bakterielle Infektion oder Autoimmunerkrankungen40. Sollte es jedoch zu keiner Veränderung der absoluten Leukozytenzahl kommen, könnten wir eher von einer Verschiebung der Immunantwort, aber nicht von einer echten Entzündung ausgehen. Bei Autoimmunerkrankungen kann es infolge der Lymphozytenstimulation zu einem Anstieg des LYM% kommen. Tatsächlich könnten CDs solche Auswirkungen haben41. Daher vermuten wir, dass die beobachteten Veränderungen auf eine gewisse Verschiebung der Immunantwort gegen die getesteten Nanopartikel hinweisen könnten. Wir möchten jedoch darauf hinweisen, dass die beobachteten Werte immer noch im für CD-1-Mäuse typischen Normalbereich lagen42.

Hämatologische Parameter von Kontrollmäusen und Mäusen, die am Endtag der Studie 14 Tage lang mit cofCDs und cofNHs behandelt wurden. *p < 0,05, **p < 0,01.

Die Erythrozytenzahl (RBC) und verwandte Parameter (Hämoglobin (HGB), Hämatokrit (HCT) und mittlere korpuskuläre Hämoglobinkonzentration (MCHC) zeigten in ähnlicher Weise verringerte Werte sowohl für cofCDs als auch für cofNPs. Verminderte Erythrozyten, HGB, HCT und MCHC könnten auf eine Hemmung der Erythropoese hinweisen, und G-tt trägt wahrscheinlich nicht zu diesem Prozess bei. Dann könnte ein erhöhtes mittleres Blutplättchenvolumen (MPV) bei gleichzeitiger Abnahme der Blutplättchenzahl (PLT) in beiden Gruppen auf eine Veränderung des Blutplättchenreifungsprozesses hinweisen, und wiederum soll G-tt nicht der Hauptverursacher dafür sein. Insgesamt gibt es einige Hinweise auf Entzündungen und Störungen der Erythropoese und der Blutplättchenbildung, und es sieht so aus, als ob der Kohlenstoffkern der Hauptverursacher dieser Prozesse ist, und G-tt fügt dem keine zusätzliche Toxizität hinzu.

Den in Abb. 3 dargestellten Daten zufolge gibt es keine signifikanten Veränderungen in den Aktivitäten der Leberenzyme, was darauf hindeuten könnte, dass sowohl cofCDs als auch cofNPs keinen wesentlichen Einfluss auf die Leberfunktion haben43. Die Abnahme von Harnstoff in den mit cofCDs und cofNH behandelten Gruppen geht einher mit einer tendenziellen Abnahme des Gesamtproteins (p = 0,147 bzw. p = 0,129). Solche Daten könnten auf einen Proteinmangel im Organismus hinweisen, der auf eine schlechte Proteinaufnahme oder Malabsorption zurückzuführen ist, oder auf Probleme mit der Proteinsynthese und dem Proteinstoffwechsel, die beide in der Leber stattfinden44. Da die Mäuse aller Gruppen im Verlauf der Studie kontinuierlich an Gewicht zunahmen (Abb. 1), kann eine Mangelernährung ausgeschlossen werden. Der Grund für die Harnstoffabnahme im Serum könnte also eine Folge eines gestörten Proteinstoffwechsels sein. Es ist jedoch zu beachten, dass trotz der signifikanten Veränderungen im Vergleich zur Kontrolle die Werte des Serumharnstoffs im normalen Bereich lagen, der für CD-1-Mäuse typisch ist42.

Biochemische Serumparameter von Kontrollmäusen und Mäusen, die am Endtag der Studie 14 Tage lang mit cofCDs und cofNHs behandelt wurden. **p < 0,01 im Vergleich zur Kontrolle.

Das Fehlen von Veränderungen der Kreatininkonzentration im Serum konnte keinen Einfluss auf die Nierenfunktion belegen. Zusammen könnten sowohl cofCDs als auch cofNPs zu einer Hemmung der Proteinsynthese führen, diese Nanopartikel verursachten jedoch in angewandten Dosen keine wesentliche Beeinträchtigung der Leber- und Nierenfunktionen.

Gemäß den in den Tabellen 1, 2 und 3 sowie in Abb. 4 dargestellten histopathologischen Daten hatten weder cofCDs noch cofNHs auf diese Weise einen wesentlichen Einfluss auf die Leber-, Nieren- und Milzzustände, was als Verletzung angesehen werden könnte. Allerdings kam es dennoch zu einigen baulichen Veränderungen. Somit verursachten sowohl cofCDs als auch cofNHs leichte Entzündungszeichen in der Leber, die sich in einer leichten Ansammlung von Kupffer-Zellen im gesamten Gewebe und gelegentlichen Ansammlungsstellen von Leukozyten äußerten, was mit unseren hämatologischen Befunden übereinstimmt. In der mit cofNH behandelten Gruppe kam es manchmal auch zu einer Blutgefäßverstopfung.

Mikrofotografien von Niere, Leber und Milz von Kontrollmäusen und solchen, die mit cofCDs und cofNHs behandelt wurden. Vergrößerung ×100, H&E. Maßstab 100 µm.

In den Nieren wurde sowohl in den mit cofCD als auch mit cofNH behandelten Gruppen ein leichter Verlust des tubulären Epithels des Bürstensaums beobachtet, der sich jedoch nicht auf die Nierenfunktion auswirkte, wie durch Serumkreatinin- und Harnstoffspiegel belegt. Außerdem trat in diesen beiden Gruppen eine leichte tubuläre Hyperplasie auf, die, obwohl sie im Rahmen einer chronisch fortschreitenden Nephropathie auftrat, als Zeichen für die Proliferation tubulärer Zellen und die Regeneration der Tubuli angesehen wird45. Daraus konnte geschlossen werden, dass die Nieren durch die getesteten Verbindungen beeinträchtigt wurden, sich aber erfolgreich regenerierten. Dann kam es in der mit cofNH behandelten Gruppe manchmal zu einer Erweiterung der Blutgefäße, die dem Befund in der Leber ähnelt und auf eine gewisse Veränderung der Blutversorgung dieser Organe hinweisen könnte.

Histopathologische Veränderungen in der Milz waren sowohl bei mit cofCD als auch mit cofNP behandelten Mäusen ähnlich. Es wurden Randzonenhyperplasie (leicht) und Megakaryozytose mit erhöhter Anzahl von Megakaryozyten (von leicht bis mäßig) sowie gelegentlich nekrotische Loci beobachtet. Eine Randzonenhyperplasie könnte auf eine gewisse Aktivierung des Phagozytosesystems hinweisen, da diese überwiegend von Makrophagen besiedelt ist45. Unsere Daten zur möglichen Anreicherung von Nanopartikeln in der Milz stimmen mit der Literatur überein46, 47. Megakaryozytose tritt häufig bei einer Verletzung der Thrombozytenreifung und -differenzierung auf48, was unsere auf hämatologischen Befunden basierende Vermutung bestätigt.

Daher könnte eine relative Sicherheit sowohl von cofCDs als auch von cofNHs für Niere, Leber und Milz nahegelegt werden. Es gab jedoch einige Bedenken hinsichtlich der Reifung der Blutplättchen und der Erythropoese sowie eines leichten Entzündungsprozesses in der Leber, der hauptsächlich durch den Kohlenstoffkern verursacht wird. Dennoch waren diese Änderungen minimal und stellen daher möglicherweise kein Hindernis für mehrere cofCDs- oder cofNHs-Anwendungen dar. Dann könnte auf eine starke G-tt-Einfangung durch den cofCD-Kern geschlossen werden, da es keine Unterschiede in den biochemischen, hämatologischen und histopathologischen Werten in den mit cofCD und cofNH behandelten Gruppen gibt.

Das Membranpotential wurde mit dem potenzialempfindlichen Fluoreszenzfarbstoff Rhodamin 6G überwacht. Fst, der Membranpotentialindex im stationären Zustand, wurde 5 Minuten lang erreicht und in statistischen Berechnungen auf 100 % gesetzt. In den in Abb. 5a, b gezeigten fluorimetrischen Experimenten wurde festgestellt, dass sowohl cofCDs als auch cofNHs das Membranpotential der Nervenendigungen nicht veränderten und somit deren Plasmamembran nicht depolarisierten. Zum Vergleich wurde in Abb. 5 der zeitliche Verlauf der durch KCl (35 mM) induzierten Membrandepolarisation von Nervenendigungen dargestellt.

Fluoreszenzexperimente: Das Membranpotential von Nervenendigungen in Gegenwart von cofCDs und cofNHs. (a) Die Synaptosomensuspension wurde mit dem potenzialempfindlichen Farbstoff Rhodamin 6G (0,5 mM) äquilibriert; Als das konstante Niveau der Farbstofffluoreszenz erreicht war, wurden den Synaptosomen SSS (die Kontrolle), cofCDs (0,01 mg/ml), cofNHs (0,01 mg/ml) und KCl (35 mM) (durch den Pfeil markiert) zugesetzt . Die Spuren sind typisch und repräsentieren 12 Experimente, die mit verschiedenen Synaptosomenpräparaten durchgeführt wurden. (b) Ein Anstieg des Fluoreszenzsignals von Rhodamin 6G als Reaktion auf die Anwendung von cofCDs (0,01 mg/ml), cofNHs (0,01 mg/ml) und KCl (35 mM). Bei den Daten handelt es sich um den Mittelwert ± SEM. ***, p < 0,001 im Vergleich zur Kontrolle; ns, keine signifikanten Unterschiede; n = 12.

Na+-abhängige Glutamat- und GABA-Transporter sind strategische Akteure bei der synaptischen Neurotransmission, die die Aufnahme von Neurotransmittern in das Zytoplasma der präsynaptischen Nervenendigungen vermitteln und den richtigen extrazellulären Spiegel der Neurotransmitter etablieren. Letzterer ist ein entscheidender synaptischer Parameter, der ein dynamisches, energieabhängiges Gleichgewicht zwischen den Werten der transportervermittelten Aufnahme und der unstimulierten Freisetzung der Neurotransmitter darstellt49, 50.

Wie in Tabelle 4 gezeigt, wurde der extrazelluläre Spiegel von L-[14C]Glutamat in Nervenendpräparaten durch cofCDs und cofNHs bei einer Konzentration von 0,01 mg/ml nicht verändert.

Wie in Tabelle 5 gezeigt, wurde der extrazelluläre Spiegel von [3H]GABA in Nerventerminalpräparaten durch cofCDs und cofNHs bei einer Konzentration von 0,01 mg/ml nicht signifikant verändert. Diese Ergebnisse stimmen mit den oben genannten L-[14C]Glutamat-Daten überein. Es ist jedoch zu beachten, dass CofNHs bei dieser Konzentration eine starke Tendenz hatten, den extrazellulären Synaptosomenspiegel von [3H]GABA zu erhöhen.

In der nächsten Versuchsreihe wurden die Auswirkungen von Gd3+ auf den extrazellulären Spiegel von L-[14C]Glutamat und [3H]GABA in Nervenendpräparaten untersucht. Es wurde festgestellt, dass Gd3+ in Konzentrationen von 1 und 10 µM Gd3+, bezogen auf seinen Gehalt in CofNHs, den extrazellulären Spiegel von L-[14C]Glutamat und [3H]GABA in Nerventerminalpräparaten nicht signifikant veränderte (Tabelle 6). Es sollte jedoch beachtet werden, dass Gd3+ bei Konzentrationen von 10 µM eine starke Tendenz hatte, den extrazellulären Synaptosomenspiegel von L-[14C]Glutamat und [3H]GABA zu erhöhen.

Hier wurde eine vergleichende Bewertung der allgemeinen Toxizität und der akuten Neurotoxizität von CofCDs und CofNHs in vivo- bzw. In-vitro-Experimenten durchgeführt. Die Ergebnisse der Serumbiochemie zeigten keine Veränderungen der wichtigsten Leberenzyme, was auf keine wesentliche Toxizität gegenüber diesem Organ hindeutet, es wurden jedoch einige entzündliche Symptome beobachtet. Ein verringerter Harnstoffgehalt in beiden Gruppen zusammen mit einer Tendenz zur Abnahme von TP könnte ein Hinweis auf eine Hemmung der Proteinsynthese sein. Zusammengenommen führten beide Verbindungen in der angewandten Dosierung zu keiner wesentlichen Beeinträchtigung der Leber- und Nierenfunktion. Hämatologische Daten zeigten in beiden Gruppen einen erhöhten LYM-Prozentsatz und einen gleichzeitig verringerten GRAN-Prozentsatz, was auf einen entzündlichen Prozess im Organismus hinweisen könnte und unsere histopathologischen Befunde in der Leber bestätigte. Verminderte (signifikante oder tendenziell) verminderte Erythrozyten, HGB, HCT und MCHC in den cofCD- und cofNH-Gruppen könnten auf eine Hemmung der Erythropoese hinweisen, und G-tt trug kaum dazu bei; Ein erhöhter MPV bei gleichzeitiger Abnahme der PLT könnte auf eine Veränderung des Thrombozyten-Reifungsprozesses hinweisen, was mit histopathologischen Befunden in der Milz übereinstimmt. Insgesamt gab es einige Hinweise auf eine Entzündung und eine Störung der Erythropoese und der Blutplättchenbildung. Da in der mit cofNH behandelten Gruppe im Vergleich zur mit cofCD behandelten Gruppe nahezu keine Unterschiede in den biochemischen, hämatologischen und histopathologischen Werten beobachtet wurden, konnten wir den Schluss ziehen, dass der cofCD-Kern wahrscheinlich viel zu diesen Prozessen beiträgt.

Unsere experimentellen Daten zur allgemeinen Toxizität von CofNHs stimmen mit den Literaturdaten überein. Insbesondere wurde die potenzielle Toxizität von Gd-CDs und Gd-DTPA (weit verbreitetes Kontrastmittel) bei Mäusen verglichen, denen Gd-CDs (Gd-Konzentration 5 mg/kg) und Gd-DTPA über die Schwanzvene injiziert wurden. Bei der biochemischen Analyse des Blutserums wurden die Blutproben über einen Zeitraum von 1–21 Tagen entnommen. Es zeigte sich, dass Gd-CDs im Vergleich zu Gd-DTPA eine ähnliche Wirkung zeigten. Die Analyse der Nierenindikatoren Blut-Harnstoff-Stickstoff und Kreatinin ergab keinen Unterschied zwischen der Kontroll- und der Gd-CDs-Gruppe und zeigte somit, dass keine Schädigung der Nierenfunktion vorliegt. In der Leberfunktionsanalyse waren die AST- und ALT-Werte nach eintägiger Injektion leicht erhöht. Die Leberindikatoren Albumin und Gesamtprotein wurden auf dem normalen Niveau gehalten. Gd-CDs und Gd-DTPA können die Leberfunktion kurz nach der Injektion beeinträchtigen, ohne dass das Lebergewebe nennenswert geschädigt wird, da die Leber ihre Funktion nach einer 7-tägigen Injektion schnell wiedererlangen kann. Zusammengenommen zeigten diese Ergebnisse eine geringe Toxizität von Gd-CDs und Gd-DTPA für die Tiere34. In einer anderen Studie wurde nach der Verabreichung von Gd-CDs (hergestellt mittels hydrothermischer Methode mit 3,4-Dihydroxyhydrozimtsäure, 2,2′-(Ethylendioxy)bis(ethylamin) und Gd-Chlorid keine Hämolyse festgestellt, was zu einer geringen Schädigung der roten Farbe führte Blutzellen und Biokompatibilität mit Blut. Die histologische Analyse der Organe 24 Stunden nach der Injektion von Gd-CDs in einer In-vivo-Toxizitätsstudie ergab keine offensichtlichen Schäden in den mit Gd-CDs behandelten Gruppen, wie z. B. Entzündungsreaktionen, Lungenfibrose, Nekrose oder Schäden an wichtigen Organen. Die Langzeittoxizität in vivo an gesunden Kunming-Mäusen über 16 Tage ergab, dass Gd-CDs bei Mäusen keine offensichtliche Leber- oder Nierenerkrankung hervorriefen, basierend auf der Bewertung von TP, ALT, AST, ALP, Blut-Harnstoff-Stickstoff, Gesamtcholesterin und Triglycerid . Die Histopathologie der mit Gd-CDs behandelten Mäuse ergab im Vergleich zur Kontrolle keine offensichtlichen histopathologischen Anomalien oder Läsionen in Herz, Niere, Leber und Milz. In den histologischen Proben konnten keine Anzeichen einer Nekrose festgestellt werden. Im Lungengewebe wurden peribronchiale und perivaskuläre Zellinfiltrate nachgewiesen, die auf mäßige Lungenentzündungsreaktionen hindeuteten. Es wurde der Schluss gezogen, dass Gd-CDs in vivo eine gute Biokompatibilität aufwiesen und für weitere Bioanwendungen geeignet sein könnten31. Bei der Untersuchung der Hämokompatibilität von mit AS1411-Aptameren konjugierten Gd-CDs (AS1411-Gd-CDs) wurde kein Hämolysephänomen beobachtet. Es wurde der Schluss gezogen, dass AS1411-Gd-CDs eine hervorragende Biokompatibilität für die Anwendung im biologischen Bereich besitzen35.

In einer akuten Neurotoxizitätsstudie in vitro hatten cofCDs bei einer Konzentration von 0,01 mg/ml keinen Einfluss auf die Umgebungsspiegel von L-[14C]Glutamat und [3H]GABA in Nervenendpräparaten. CofNHs hatten keinen Einfluss auf den extrazellulären Spiegel von L-[14C]Glutamat, neigen jedoch dazu, den von [3H]GABA bei dieser Konzentration zu erhöhen. Die Bewertung des Beitrags von Gd ergab, dass Gd3+-Ionen bei entsprechenden Konzentrationen keine signifikanten Veränderungen zeigten, jedoch eine Tendenz hatten, die extrazellulären Spiegel beider Neurotransmitter in Nervenendpräparaten zu erhöhen. Obwohl cofNHs bei dieser Konzentration nicht in der Lage waren, die Gd-Neurotoxizität zu mildern (beide sind ungiftig), ermöglicht das Vorhandensein von eingebautem Gd in der cofNH-Struktur die Akkumulation von Gd im Tumor bei biomedizinischen Anwendungen basierend auf dem Phänomen der Tumorakkumulation von Nanopartikeln. Die Ergebnisse zur Neurotoxizität von CofCD stimmen mit unseren früheren Experimenten zu CDs in verwandten Konzentrationen überein, die aus β-Alanin und schwefelhaltigen CDs aus Thioharnstoff und Zitronensäure erhalten wurden27, 28. Insbesondere hatten CDs aus β-Alanin in Konzentrationen von 0,01 mg/ml keinen Einfluss auf die Neurotoxizität extrazellulärer Spiegel von L-[14C]Glutamat und [3H]GABA in Nervenendpräparaten27. Schwefelhaltige CDs aus Thioharnstoff und Zitronensäure hatten ebenfalls keine Auswirkungen auf den extrazellulären Synaptosomenspiegel beider Neurotransmitter28.

Daten zur akuten Neurotoxizität in vitro bei CofNHs stimmen mit den Literaturdaten überein. In der Zytotoxizitätsstudie in vitro unter Verwendung menschlicher embryonaler Nierenzellen (293 T-Zellen) und im CCK-8-Assay wurden Gd-CDs (hergestellt unter Verwendung einer hydrothermischen Methode mit 3,4-Dihydroxyhydrozimtsäure, 2,2′-(Ethylendioxy)bis(ethylamin) und Gd-Chlorid) selbst bei einer hohen Konzentration von 1 mg/ml veränderten die Lebensfähigkeit der Zellen nach 24-stündiger Inkubation nicht, was auf ihre geringe Zytotoxizität in vitro hinwies31. In einer anderen Studie wurde gezeigt, dass Gd-CDs, die durch ein einstufiges hydrothermales Verfahren gewonnen wurden, eine unauffällige Zytotoxizität aufwiesen32. Insbesondere wurde unter Verwendung von NIH3T3- und 4T1-Zellen und dem CCK-8-Assay gezeigt, dass die Zellen nach 24-stündiger Koinkubation eine hohe Lebensfähigkeit beibehielten, was darauf hinweist, dass mit AS1411-Aptameren konjugierte Gd-CDs eine vernachlässigbare Toxizität hervorriefen35.

Perspektivisch planen wir, die methodischen Ansätze zu optimieren und eine akute Neurotoxizitätsstudie bei deutlich höheren (um das 50-fache) cofCD- und cofNH-Konzentrationen durchzuführen, um zu bestätigen, ob die Tendenz zu einem Anstieg des extrazellulären [3H]GABA-Spiegels in Nervenendpräparaten durch cofNHs besteht ( Tabelle 4) führte zu einem signifikanten Anstieg dieses Parameters. Dies liegt daran, dass in vitro-Experimenten eine relativ geringe Konzentration an cofCDs und cofNHs angewendet wurde (im Vergleich zu unserer vorherigen CD-bezogenen Studie27, 28), da diese Nanopartikel undurchsichtig und braun gefärbt waren. Auch die Nanopartikel-bedingten Konzentrationen von Gd3+-Ionen (Tabelle 5), die auf die Nervenendigungen aufgetragen wurden, waren nicht hoch. Dennoch stehen diese Konzentrationen von Nanopartikeln in Zusammenhang mit den in vivo-Tierstudien verwendeten cofCD- und cofNH-Konzentrationen und sind für eine mögliche MRT-Bildgebung bei Tieren anwendbar. Die mögliche Fähigkeit von cofNHs, den extrazellulären [3H]GABA-Spiegel in Nervenendpräparaten zu erhöhen, kann als zusätzliches neurochemisches theranostisches Merkmal genutzt werden. Theoretisch kann eine Verbindung, die den Glutamatspiegel in der Umgebung nicht beeinflusst, aber den GABA-Spiegel in der Umgebung in den Nervenenden erhöht, antiepileptische, beruhigende und hypnotische Wirkungen haben.

EGTA, EDTA, HEPES, Ficoll 400, Sigma-Fluor® High Performance LSC Cocktail, die Salze in Analysequalität wurden von Sigma (USA) bezogen; L-[14C]Glutamat und [3H]GABA (γ-[2,3-3H(N)]-Aminobuttersäure) stammten von Perkin Elmer (Waltham, MA, USA). Rhodamin 6G wurde von Molecular Probes (USA) bezogen.

Die mikrowellenunterstützte „grüne“ Synthese von cofCDs und cofNHs aus Kaffeeabfällen wurde nach einer Technik durchgeführt, die der in der Studie beschriebenen ähnelt51 mit zusätzlichen Reinigungsstufen. Insbesondere wurden 5 g Kaffeemehl mit 0,1 M GdCl3-Lösung getränkt, getrocknet, mit 10 %iger NH4OH-Lösung getränkt und 10 Minuten lang im Mikrowellenofen in einem 250-ml-Rundkolben an der Luft gesintert, was es ermöglichte, gleichzeitig eine Ammoxidation durchzuführen Reaktionen und Wechselwirkung hydrolysierter Fragmente untereinander dank Maillard-Reaktionen, Aldolkondensation, Alkylierung von Phenolen, Dehydratisierung von Kohlenhydraten usw. Gadoliniumatome können sowohl durch Carboxylgruppen als auch durch Hydroxylgruppen von Hydroxyzimtsäurederivaten zurückgehalten werden, die in Kaffee reichlich vorhanden sind52, 53. Anschließend wurden die Nanopartikel in destilliertem Wasser resuspendiert, durch Vivaspin 20®-Konzentratoren mit Polyethersulfon (PES)-Membranen unterschiedlicher Porengröße filtriert, um eine Fraktion mit einem Molekulargewicht von weniger als 30 kDa zu erhalten, und durch eine Membran mit 3.500 MWCO (ZelluTrans ROTH® Regenerated Cellulose) dialysiert Röhrenmembran) und mit Vivaspin 20® mit 3.000 MWCO vorkonzentriert, um Nanopartikel im Bereich von 3–30 kDa zu erhalten. Ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften wurden teilweise charakterisiert54. TEM-Bilder (siehe Abb. S1) und FTIR-Spektren (Abb. S2) finden Sie in den Zusatzinformationen.

In der Studie wurden weibliche CD1-Mäuse im Alter von 10–11 Wochen mit einem anfänglichen Körpergewicht von 19,6 ± 3,0 g verwendet. Die Tiere wurden in der Tierhaltung der Nationalen Taras-Schewtschenko-Universität Kiew unter natürlichem Licht bei 20–23 °C gehalten und hatten freien Zugang zu standardisiertem Nagetierfutter und Leitungswasser. Alle Experimente wurden in Übereinstimmung mit bioethischen Grundsätzen, gesetzlichen Normen und Bestimmungen des Europäischen Übereinkommens zum Schutz von Wirbeltieren, die für experimentelle und andere wissenschaftliche Zwecke verwendet werden,55, Allgemeine ethische Grundsätze für Tierversuche, angenommen vom Ersten Nationalen Bioethikkongress (Kiew, 2001) und vom Institutional Animal Care and Use Committee genehmigt (Protokoll Nr. 1, 24. Juni 2021).

Tiere (Wistar-Ratten, männlich, 12 Wochen alt, Körpergewicht ca. 120 g) wurden in den Tieranlagen des Palladin-Instituts für Biochemie der Nationalen Akademie der Wissenschaften der Ukraine gehalten, ad libitum mit Wasser und standardisierter Nagetierdiät versorgt und untergebracht in einem temperierten Raum bei 22–23 °C. Tierversuche wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien der Europäischen Gemeinschaft (2010/63/EU) und lokalen Gesetzen/Richtlinien durchgeführt und vom Animal Care and Use Committee des Palladin Institute of Biochemistry genehmigt (Protokoll Nr. 1 vom 21. September 2010). 2020). Alle Tierstudien wurden gemäß den ARRIVE-Richtlinien für die Berichterstattung über Experimente mit Tieren56, 57 gemeldet. Die Gesamtzahl der in der Studie verwendeten Ratten betrug 12, insbesondere die Messungen der extrazellulären Spiegel von L-[14C]Glutamat und [3H] GABA in Nervenendigungen − 12 Tiere; und Fluorimetrie-Experimente teilten diese 12 Tiere.

Mäuse wurden nach dem Zufallsprinzip drei Behandlungsgruppen zugeteilt (jeweils n = 5) und erhielten in phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS) gelöste cofCDs und cofNHs in einer Konzentration von 25,0 mg/ml oder reines PBS (Kontrollgruppe) intraperitoneal in einem Volumen von 5 ml/ml. kg (entspricht cofCDs- und cofNHs-Dosen von jeweils 125 mg/kg) täglich an 14 aufeinanderfolgenden Tagen, gemäß den Empfehlungen für Studien zur Toxizität bei wiederholter Gabe für die präklinische Arzneimittelentwicklung58, 59. Am 15. Tag der Studie wurden die Mäuse anästhesiert 2,2,2-Tribromethanol (250 mg/kg) und durch Zervixluxation getötet.

Der Allgemeinzustand und das Körpergewicht der Mäuse wurden täglich überwacht. Bewertet wurden der äußere Zustand von Haut und Fell, Augen, Schleimhäuten, Atmungssystem, Körperhaltung und Veränderungen der Spontanaktivität. Das detaillierte Bewertungssystem ist in Tabelle 7 dargestellt. Die Beobachtungen wurden unmittelbar nach der ersten Verabreichung und einmal täglich während des Beobachtungszeitraums durchgeführt.

Das Blut für die hämatologische Analyse wurde unmittelbar nach der Tötung durch Herzpunktion entnommen, 25 µl frisches Blut wurden in Röhrchen mit gleichem Volumen 0,4 % K2EDTA-Lösung in Kochsalzlösung überführt. Die Beurteilung der hämatologischen Parameter erfolgte mit dem Hämatologieanalysator MCL-3124 (Guangzhou Mecan Trading Co., Ltd, China) und den Verbrauchsreagenzien Cormay (Polen) innerhalb von zwei Stunden nach der Blutentnahme. Anzahl der weißen Blutkörperchen (WBC), Lymphozyten (LYM), mittelgroße Zellen (Monozyten, Eosinophile und Basophile, MID), absolute und relative Werte der Neutrophilen (GRAN), Erythrozytenzahl (RBC), Hämoglobin (HGB), Hämatokrit ( Gemessen wurden HCT), Thrombozytenzahl (PLT) und durchschnittliches Volumen (MPV).

Das Blut für die biochemische Analyse wurde unmittelbar nach der Tötung durch Herzpunktion entnommen, 60 Minuten lang belassen, um ein Fibringerinnsel zu bilden, und dann 20 Minuten lang bei 4 °C und 5400 g zentrifugiert. Blutserum wurde gesammelt und sofort zur Bestimmung des Wertes von Alaninaminotransferase (ALT), Aspartataminotransferase (AST), γ-Glutamyltranspeptidase (GGT), Laktatdehydrogenase (LDH), alkalischer Phosphatase (ALP), Harnstoff, Kreatinin usw. verwendet Gesamtprotein (TP). Die Analysen wurden auf dem vollautomatischen Chemieanalysator MF-240 (MedFuture LLC, USA) unter Verwendung von Standardreagenzkits (Cormay, Polen) gemäß den vom Hersteller bereitgestellten Protokollen durchgeführt.

Leber-, Nieren- und Milzproben wurden unmittelbar nach der Tötung entnommen und 7 Tage lang in 10 % neutral gepuffertem Formalin fixiert. Nach der Formalinfixierung wurden die Proben in Ethanollösungen dehydriert und in Paraffin eingebettet, geschnitten, um Objektträger mit einer Dicke von 5 µm zu erhalten, die entparaffiniert und mit Hämatoxylin und Eosin (H&E) gemäß Standardmethoden60 angefärbt und unter dem Lichtmikroskop untersucht wurden Pathologe, der die Behandlungsgruppen nicht kannte. Pathologische Merkmale wurden semiquantitativ bewertet. Die detaillierten Bewertungssysteme sind in Tabelle 8 dargestellt.

Die aus enthaupteten Ratten isolierte Hirnrindenregion wurde sofort entfernt und dann in der eiskalten Salzlösung mit 0,32 M Saccharose, 5 mM HEPES-NaOH, pH 7,4 und 0,2 mM EDTA homogenisiert. Ein Synaptosomenpräparat wurde von einer Ratte erhalten und jede Messung wurde dreifach durchgeführt. Die Synaptosomenpräparate wurden unter Verwendung von Differential- und Ficoll-400-Dichtegradientenzentrifugationen von Rattenhirnhomogenat gemäß 61,62,63 erhalten. Die Synaptosomenpräparate wurden in den Experimenten 2–4 Stunden lang verwendet. Die Standard-Kochsalzlösung (SSS) enthielt (in mM): NaCl 126; KCl 5; MgCl2 2,0; NaH2PO4 1,0; HEPES 20, pH 7,4; D-Glucose 10. Die Proteinkonzentration wurde gemäß64 untersucht.

Die Synaptosomenpräparate wurden im SSS verdünnt, um eine Konzentration von 2 mg Protein/ml zu erreichen, und nach 10-minütiger Vorinkubation bei 37 °C mit L-[14C]Glutamat (2,81 μM, 1 μCi/ml) beladen. im SSS bei 37 °C für 10 Min. Nach dem Ladevorgang wurden die Synaptosomensuspensionen mit 10 Volumina eiskaltem SSS gewaschen; Die Pellets wurden im SSS erneut suspendiert, um eine Endkonzentration von 1 mg Protein/ml zu erreichen. Synaptosomensuspensionen (125 μl; 0,5 mg Protein/ml) wurden 10 Minuten lang bei 37 °C vorinkubiert, dann wurden die Aliquots von cofCDs und cofNHs hinzugefügt und 10 Minuten lang mit Synaptosomen inkubiert und dann unter Verwendung einer Mikrozentrifuge (20 °C) sedimentiert s bei 10.000 g). Der extrazelluläre Gehalt an L-[14C]Glutamat wurde in den Aliquots von Überständen (100 μl) und Pellets mittels Flüssigszintillationszählung mit Sigma-Fluor® High Performance LSC Cocktail (1,5 ml) und Flüssigszintillationszähler Hidex 600SL (Finnland) aufgezeichnet. und die Werte wurden als Prozentsatz des gesamten akkumulierten Synaptosomen-L-[14C]Glutamats65, 66 ausgedrückt. L-[14C]Glutamat-Daten wurden in dreifacher Ausfertigung aus mehreren (n) unabhängigen Experimenten gesammelt, die mit verschiedenen Synaptosomenpräparaten durchgeführt wurden.

Die Synaptosomenpräparate wurden im SSS auf bis zu 2 mg Protein/ml verdünnt und nach 10-minütiger Vorinkubation bei 37 °C im SSS mit [3H]GABA (50 nM, 4,7 µCi/ml) beladen 10 Minuten. GABA-Transaminase-Inhibitor Aminooxyessigsäure in einer Konzentration von 100 µM wurde während der [3H]GABA-Beladungs- und -Freisetzungsexperimente verwendet, um die Bildung von GABA-Metaboliten zu minimieren. Nach dem Beladen wurden die Synaptosomensuspensionen mit 10 Volumina eiskaltem SSS gewaschen. Die Pellets wurden im SSS erneut suspendiert, um eine Proteinkonzentration von 1 mg/ml zu erreichen. Synaptosomensuspensionen (120 µl) wurden 10 Minuten lang bei 37 °C vorinkubiert, dann wurden die Aliquots von cofCDs und cofNHs hinzugefügt, 10 Minuten lang inkubiert und mit einer Mikrozentrifuge sedimentiert (20 Sekunden bei 10.000 g). Der extrazelluläre Spiegel von [3H]GABA in Synaptosomenpräparaten wurde aufgezeichnet. Die [3H]GABA-Radioaktivität wurde in den Aliquots der Überstände (90 µl) durch Flüssigszintillationszählung mit Sigma-Fluor® High Performance LSC Cocktail (1,5 ml) und Flüssigszintillationszähler Hidex 600SL (Finnland) gemessen und die Werte als ausgedrückt Prozentsatz des gesamten akkumulierten Synaptosoms [3H]GABA67. [3H]GABA-Daten wurden in dreifacher Ausfertigung aus mehreren (n) unabhängigen Experimenten gesammelt, die mit verschiedenen Synaptosomenpräparaten durchgeführt wurden.

Das Membranpotential von Synaptosomen in Gegenwart von cofCDs und cofNHs wurde mit dem potentiometrischen Fluoreszenzfarbstoff Rhodamin 6G (0,5 µM) basierend auf seiner potenzialabhängigen Bindung an die Membranen gemessen68,69,70. Die Synaptosomensuspension (eine Endkonzentration von 0,2 mg Protein/ml) wurde 10 Minuten lang bei 37 °C vorinkubiert und dann unter kontinuierlichem Rühren in eine thermostatisierte Küvette gegeben. Die Synaptosomensuspension wurde mit der Sonde äquilibriert und die Aliquots von cofCDs und cofNHs wurden hinzugefügt. Um Änderungen im Plasmamembranpotential abzuschätzen, wurde das Verhältnis (F) als Index des Membranpotentials gemäß Gleichung berechnet: F = Ft/F0, wobei F0 und Ft Fluoreszenzintensitäten eines Fluoreszenzfarbstoffs in Abwesenheit und Anwesenheit von sind Synaptosomen bzw. F0 wurde durch Extrapolation der exponentiellen Zerfallsfunktion auf t = 0 berechnet. Fluoreszenzmessungen mit Rhodamin 6G wurden mit einem Hitachi MPF-4-Spektrofluorimeter bei Wellenlängen von 528 nm (Anregung) und 551 nm (Emission) (Spaltbänder jeweils 5 nm) durchgeführt.

Für die statistische Analyse und Datenvisualisierung wurde die Software GraphPad Prism 9.0.0 verwendet. Die Homogenität der Varianz wurde mithilfe des Levene-Tests bewertet. Die experimentellen Daten wurden als Mittelwert ± SEM von n unabhängigen Experimenten ausgedrückt. Der Unterschied zwischen zwei Gruppen wurde durch eine einfaktorielle Varianzanalyse (ANOVA) mit dem Tukey-Post-hoc-Test verglichen. Der Mann-Whitney-U-Test für unabhängige Proben wurde zur Analyse der histopathologischen Zeichenwerte verwendet. Unterschiede wurden als signifikant angesehen, wenn p < 0,05.

Es wurde eine Kurzzeittoxizitätsstudie (14 Tage nach der Verabreichung) durchgeführt, die keine genaue Schlussfolgerung darüber zulässt, dass die getesteten Chemikalien keine verzögerte Toxizität aufweisen. Da der Hauptzweck von Gd-dotierten Nanomaterialien jedoch die Anwendung in der Biobildgebung, also die einmalige Verabreichung, ist, ermöglichen die in dieser Toxizitätsstudie verwendeten Begriffe zumindest den Ausschluss einer akuten Toxizität der Nanopartikel und könnten daher eine Grundlage für die Durchführung präklinischer Tierversuche an diesen sein Chemikalien während der Langzeitanwendung.

Zusammenfassend zeigte eine vergleichende mehrstufige Toxizitätsbewertung die relative Sicherheit sowohl von cofCDs als auch von cofNHs für Niere, Leber und Milz. Es gab einige Bedenken hinsichtlich der Reifung der Blutplättchen und der Erythropoese sowie einer möglichen Beeinträchtigung der Leber, es war jedoch unwahrscheinlich, dass der G-tt-Einbau damit zusammenhängt. Insgesamt haben cofNHs minimale Veränderungen in Serumbiochemie- und Hämatologietests gezeigt, die kein Hindernis für die biomedizinische Anwendung von cofNHs darstellen. Außerdem hatten cofCDs und cofNHs keinen Einfluss auf die extrazellulären Spiegel von L-[14C]Glutamat und [3H]GABA in Nervenendpräparaten und zeigten daher keine akuten neurotoxischen Anzeichen. Zusammenfassend kann davon ausgegangen werden, dass CofNHs in der biomedizinischen Forschung als perspektivisches theragnostisches Mittel weiter analysiert werden können.

Die während der aktuellen Studie verwendeten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim jeweiligen Autor erhältlich. Teilweise sind Daten zur Nanopartikelsynthese in den Proceedings of the C'Nano 2023: The Nanoscience Meeting verfügbar; Poitiers, 2023; P. 24.

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Diese Forschung wurde durch das EU Horizon 2020 Research and Innovation Staff Exchange Program (RISE) im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Aktion (Projekt 101008159 „UNAT“) und durch ein Stipendium der Nationalen Forschungsstiftung der Ukraine, Projekt Nr. 2021.01/0061 (AP, MD) finanziert , TB − Bewertung der Neurotoxizität von Kohlenstoffnanopartikeln, die durch Erhitzen organischer Verbindungen gewonnen werden.

Corporation Science Park, Taras-Schewtschenko-Universität Kiew, 60 Volodymyrska Str., Kiew, 01033, Ukraine

Halyna Kuznietsova, Natalia Dziubenko, Konstantin Paliienko, Tetiana Lysenko, Valeriy Skryshevsky und Tatiana Borisova

Institut für Hochtechnologien, Nationale Taras-Schewtschenko-Universität Kiew, Wolodymyrska-Straße, 64, Kiew, 01601, Ukraine

Halyna Kuznietsova, Natalia Dziubenko und Valeriy Skryshevsky

Palladin-Institut für Biochemie, Nationale Akademie der Wissenschaften der Ukraine, 9 Leontovicha Street, Kiew, 01054, Ukraine

Konstantin Paliienko, Natalia Pozdnyakova, Natalia Krisanova, Artem Pastukhov, Tetiana Lysenko, Marina Dudarenko und Tatiana Borisova

Light Matter Institute, UMR-5306, Claude Bernard University of Lyon/CNRS, University of Lyon, 69622, Villeurbanne Cedex, Frankreich

Wladimir Lysenko

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Konzeptualisierung, TB, VL, VS, HK, ND; Methodik, KP, VL, HK, ND, NP, NK, AP, TL, MD, TB; Formale Analyse, TB, HK, ND, NP, NK; Untersuchung, KP, HK, ND, NP, NK, AP, MD; Datenkuration, KP, VL, TB, HK, ND, NP, NK; Schreiben – Originalentwurfsvorbereitung, TB; Aufsicht, VS, VL, TB; Schreiben – Überprüfen und Bearbeiten, TB, HK, ND, NP, KP, VS; Fördermitteleinwerbung, VS, VL Alle Autoren haben die veröffentlichte Version des Manuskripts gelesen und sind damit einverstanden.

Korrespondenz mit Konstantin Paliienko.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Kuznietsova, H., Dziubenko, N., Paliienko, K. et al. Eine vergleichende mehrstufige Toxizitätsbewertung von kohlenstoffbasierten Gd-freien Punkten und Gd-dotierten Nanohybriden aus Kaffeeabfällen: Studie zur Hämatologie, Biochemie, Histopathologie und Neurobiologie. Sci Rep 13, 9306 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-36496-4

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Eingegangen: 3. April 2023

Angenommen: 05. Juni 2023

Veröffentlicht: 08. Juni 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-36496-4

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