|
|
The role of dispersion medium on nanoparticle aggregation and size in biological systems
Červená, Tereza ; Rössnerová, Andrea ; Závodná, Táňa ; Vrbová, Kristýna ; Sikorová, Jitka ; Topinka, Jan ; Rössner ml., Pavel
The use of nanomaterials (NMs) in different areas has been rising for more than a decade. Along with this growth, there is visible development of different testing tools and approaches for measuring the actual size of nanomaterials in biological systems. Test conditions during in vitro toxicological assays are different from the standard conditions under which nanomaterials are characterized and careful evaluation of results is needed. The unique properties and range variety of NMs require the close look how the NMs behave in different dispersion medium over time. In this study we present the results of five types of well-characterized NMs (TiO2: NM-101 and NM-103, SiO2: NM-200, Ag: NM-300K and NM-302) of specific size and shape. The hydrodynamic size and Zeta potentials in suspensions were measured using a dynamic light scattering technique (DLS) (Zetasizer Nano ZS, Malvern, UK). The DLS method is suitable for spherical particles, nevertheless, all samples were measured in order to obtain a rough insight into agglomerate formation in the medium. NM300, NM302, and NM200 aggregated rapidly in the media, thus the cells would be most likely exposed to settled big aggregates then small clusters or individual particles. More stable NMs (NM100 and NM103) showed slight grow along with cultivation time or concentration corresponding to cluster formation. Cells exposed to those NMs would be in contact with small clusters and aggregates of NMs. Measured zeta potentials fluctuated around the stability limit corresponding to observed aggregation.
|
|
|
Toxic responses in human lung epithelial cells (BEAS-2B) exposed to particulate matter exhaust emissions from gasoline and biogasoline
Závodná, Táňa ; Líbalová, Helena ; Vrbová, Kristýna ; Sikorová, Jitka ; Vojtíšek-Lom, M. ; Beránek, V. ; Pechout, M. ; Kléma, J. ; Cigánek, M. ; Machala, M. ; Neča, J. ; Rössner ml., Pavel ; Topinka, Jan
Motor vehicle emissions substantially contribute to air pollution worldwide and cause serious health problems. While the deleterious effects of diesel exhaust particulate matter (PM) have been widely studied, much less attention is paid to toxicity of PM emitted by gasoline engines although they also produce considerable amount of PM. The primary objective of this research was to assess toxic potencies of exhaust PM released by conventional gasoline engine fueled with neat gasoline (EU) or gasoline-ethanol blend (15% ethanol, v/v, E15). Despite a similar particle mass (mu g PM/kg fuel) produced by both fuels, PM emitted by E15 contained higher amount of harmful polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) as suggested by chemical analysis. To examine the toxicity of organic PM constituents, human lung BEAS-2B cells were exposed for 4h and 24h to a subtoxic dose of E0 and E15 PM organic extracts. We used genome scale transcriptomic analysis to characterize the toxic response and to identify modulated biological process and pathways. Whereas 4h exposure to both PM extracts resulted in modulation of similar genes and pathways related to lipid and steroid metabolism, activation of PPAR alpha, oxidative stress and immune response, 24h exposure was more specific for each extract, although both induced expression of PAH-metabolic enzymes, modulated metabolism of lipids or activated PPAR alpha, E15 additionally deregulated variety of other pathways. Overall, the PM mass produced by both fuels was similar, however, higher PAH content in E15 PM organic extract may have contributed to more extensive toxic response particularly after 24h exposure in BEAS-2B cells.
|
|
|
Měření a toxicita nanočástic ze spalovacích procesů
Sikorová, Jitka ; Topinka, Jan (vedoucí práce) ; Klusoň, Petr (oponent) ; Bláha, Luděk (oponent)
Předložená dizertační práce se komplexně věnuje problematice nanočástic vznikajících ve spalovacích motorech používaných v dopravě. Zabývá se prostorovou distribucí nanočástic v lidských sídlech, dopadem použití alternativních paliv na produkci a toxicitu nanočástic a také otázkou samotného toxikologického testování částic. V rámci dizertační práce byl proveden monitoring nanočástic v ovzduší a doprava byla identifikovaná jako hlavní zdroj nanočástic nejen v silně zatíženém městě (Praha), ale i ve městě s nízkým stupněm dopravy (Čelákovice). Většina částic pravděpodobně vznikla během krátkých epizod vysokých emisí (např. akcelerace vozidel do kopce). Během měření byla identifikována vozidla s vysokými emisemi, která se podílí velkou měrou na znečistění ovzduší. Na straně druhé jsou provozovány spalovací motory, u kterých emise nejsou regulovány, jako např. motorová sekačka, která byla v provozu poblíž místa měření a generovala velké množství nanočástic. Množství a vlastnosti částic vytvářených spalováním jsou závislé na technologii spalování a složení paliva. Velká část dizertační práce se zabývá vlivem alternativních paliv na množství a kvalitu produkovaných částic a na toxicitu organické složky adsorbované na částice. Nejnižší toxicitu pro vznětové motory vykazoval hydrogenovaný rostlinný olej...
|
|
|
Měření a toxicita nanočástic ze spalovacích procesů
Sikorová, Jitka ; Topinka, Jan (vedoucí práce) ; Klusoň, Petr (oponent) ; Bláha, Luděk (oponent)
Předložená dizertační práce se komplexně věnuje problematice nanočástic vznikajících ve spalovacích motorech používaných v dopravě. Zabývá se prostorovou distribucí nanočástic v lidských sídlech, dopadem použití alternativních paliv na produkci a toxicitu nanočástic a také otázkou samotného toxikologického testování částic. V rámci dizertační práce byl proveden monitoring nanočástic v ovzduší a doprava byla identifikovaná jako hlavní zdroj nanočástic nejen v silně zatíženém městě (Praha), ale i ve městě s nízkým stupněm dopravy (Čelákovice). Většina částic pravděpodobně vznikla během krátkých epizod vysokých emisí (např. akcelerace vozidel do kopce). Během měření byla identifikována vozidla s vysokými emisemi, která se podílí velkou měrou na znečistění ovzduší. Na straně druhé jsou provozovány spalovací motory, u kterých emise nejsou regulovány, jako např. motorová sekačka, která byla v provozu poblíž místa měření a generovala velké množství nanočástic. Množství a vlastnosti částic vytvářených spalováním jsou závislé na technologii spalování a složení paliva. Velká část dizertační práce se zabývá vlivem alternativních paliv na množství a kvalitu produkovaných částic a na toxicitu organické složky adsorbované na částice. Nejnižší toxicitu pro vznětové motory vykazoval hydrogenovaný rostlinný olej...
|
|
|
SIZE AS AN IMPORTANT FACTOR IN NANO-TiO2 TOXICITY IN MACROPHAGE-LIKE CELLS
Líbalová, Helena ; Sikorová, Jitka ; Brzicová, Táňa ; Milcová, Alena ; Vrbová, Kristýna ; Pikal, P. ; Topinka, Jan ; Rössner ml., Pavel
A set of NPs consists of 5 variants of anatase and 5 variants of rutile nanoparticles differing in their diameter (from 3 to 165 nm). TiO2 samples were characterized in the powder form and dispersed in water and cell culture media. Three cytotoxicity assays were used: MTS, WST-1, and LDH. For all nanomaterials, three independent repetitions were carried out. \n\nOverall, cytotoxicity of all NPs was low even at the highest concentration of 256 mu g/ml. The viability of cells did not decrease below 60% for WST-1 and MTS assays and 80% for the LDH assay. Besides concentration, crystalline size was identified as the most important cytotoxic factor. Clear nonlinear relationship between crystalline size and cytotoxicity was detected, higher toxicity induced NPs within the size range 20-60 nm. Increased cytotoxicity in given diameter size range would give an answer to inconsistent findings at size and cytotoxicity relationship.
|
|
|
GENOTOXICITY OF NANOMATERIALS IN BEAS-2B CELLS ANALYZED BY THE IN VITRO MICRONUCLEUS ASSAY
Rössnerová, Andrea ; Červená, Tereza ; Brzicová, Táňa ; Vrbová, Kristýna ; Sikorová, Jitka ; Topinka, Jan ; Rössner ml., Pavel
The tremendous increase of the use of nanomaterials (NMs) has been witnessed during the last decade in many areas of human life including the chemical industry, cosmetics, biomedicine or food technology. The variety of NMs, their unique properties, almost ubiquitous presence and the size range of 1-100 nm raised the interest of toxicologists. The evaluation of the frequency of micronuclei (MN) as a result of the genotoxic events is a broadly utilized and well-established approach in in vitro studies for testing the risk of chemical exposure. Nevertheless, properties of the NMs give rise to the questions concerning the optimal methodological variants of the MN assay. \n\nIn our study, five types of well-characterized NMs (TiO2: NM-101 and NM-103, SiO2: NM-200, Ag: NM-300K and NM-302) of specific size, shape, or e.g. dimensions of aggregates were involved in the genotoxicity testing using four variants of protocols differing in the time of NM exposure, application of cytochalasin-B combined with simultaneous and delayed co-treatment with nanoparticles (NPs). Bronchial epithelial cells (BEAS-2B) were used in this study to fulfil these tasks. Presence of NPs was controlled by transmission electron microscopy (TEM). \n\nObtained results showed the different genotoxic potential of the various TiO2 and Ag NMs (NM-101< NM-103 and NM-300K> NM-302, respectively). Comparison of all testing strategies revealed, that the level of DNA damage can differ based on the time of exposure and the methodological approach. In general, using cytochalasin-B led most frequently to the increase of the genotoxic potential of the tested NMs.
|
|
|
WHOLE-GENOME EXPRESSION ANALYSIS IN THP-1 MACROPHAGE-LIKE CELLS EXPOSED TO DIVERSE NANOMATERIALS
Brzicová, Táňa ; Líbalová, Helena ; Vrbová, Kristýna ; Sikorová, Jitka ; Philimonenko, Vlada ; Kléma, J. ; Topinka, Jan ; Rössner ml., Pavel
From the perspective of the immune system, nanomaterials (NMs) represent invading agents. Macrophages are immune cells residing in all organs and tissues as the first line of defense. Interactions of macrophages with NMs can determine the fate of NMs as well as their potential toxic effects. In the present study, we compared toxicity of four different types of NMs [NM-100 (TiO2, 110 nm), NM-110 (ZnO, 20 nm), NM-200 (SiO2, 150 nm) and NM-300K (Ag, 20 nm)], towards THP-1 macrophage-like cells. Cells were incubated with non-cytotoxic concentrations (1-25 mu g/ml) of NMs for 24 hours and microarray technology was used to analyze changes in whole-genome expression. Gene expression profiling revealed a substantially different molecular response following exposure to diverse NMs. While NM-100 did not exert any significant effect on gene expression profile, all other NMs triggered a pro-inflammatory response characterized by an activation of the NF-kappa B transcription factor and induced expression of numerous chemokines and cytokines. NM-110 and NM-300K further modulated processes such as DNA damage response, oxidative and replication stress as well as cell cycle progression and proteasome function. We suppose that genotoxicity of ZnO and Ag NMs leading to DNA damage and alternatively to apoptosis in THP-1 macrophages is probably caused by the extensive intracellular dissolution of these NPs, as confirmed by TEM imaging.
|
|
|
Vnější formativní rámec logistiky ve Francii
Sikorová, Jitka ; Pernica, Petr (vedoucí práce) ; Dzurová, Mária (oponent)
Práce se zabývá studiem faktorů, které působí na uplatnění logistiky, aplikuje je na prostředí Francie a vyvozuje z nich závěry pro logistiku ve Francii. Skutečnosti působící na logistiku jsou společnost, struktura a zaměření hospodářství a podniků v zemi, dále pak konkrétní aplikace v průmyslových a obchodních podnicích, dopravní infrastruktura a vybavenost poskytovatelů logistických služeb. Práce dospívá k názoru, že soubor analyzovaných faktorů obecně působí pozitivně na uplatňování a rozvoj logistiky ve Francii.
|
host ::
RSS.