V zadnjih desetletjih se je izpostavljenost nanodelcem močno povečala, kar lahko negativno vpliva tudi na naše zdravje. Nanodelci lahko vstopijo in se kopičijo tudi v možganih, kjer lahko povzročijo toksičnost preko različnih mehanizmov, toskičnost pa je lahko tudi posredna, preko sprememb v medcelični komunikaciji in izločanja različnih toksičnih mediatorjev. V tem konferenčnem prispevku smo predstavili rezultate analize toksičnosti nanodelcev v kulturah mišjih mikroglia celic in diferenciranih mišjih nevronov. Pokazali smo, da izbrani nanodelci (maghemitni (MGH), industrijski TiO2 P25 in biomedicinski s poliakrilno kislino oplaščeni kobalt feritni nanodelci (PAA)) ne povzročijo direktne toksičnosti na celičnih linijah, vplivajo pa na izločanje signalnih mediatorjiv v mikroglia celicah, ki privzamajo nanodelce v velikih količinah tudi sicer v možganih. Prisotnost nanodelcev je minimalno vplivala na izločanje citokinov TNF? in IL6 pri mikroglia celicah, povzročila pa je koncentracijsko odvisen nastanek ROS pri TiO2 P25 in MGH nanodelcih. Nastanke ROS je pomemben mehanizem toksičnosti, saj so nevroni zaradi visokega energijskega metabolizma in velike vsebnosti lipidov zelo občutljivi na oksidativni stres.
B.03 Referat na mednarodni znanstveni konferenci
COBISS.SI-ID: 12473428Industrijski nanodelci (ND) so postali pomemben dela našega vsakdana, bodisi preko okoljske onesnaženosti ali preko vse bolj številnih izdelkov za vsakdanjo uporabo, ki ND vsebujejo. Taki ND lahko vstopijo tudi v možgane, in čeprav so zaradi učinkovitih tkivnih barier običajno te količine zelo majhne, so številne etiološke raziskave pokazale negativen vpliv okoljske onesnaženosti na zdravlje ljudi, vključno s povečano incidenco nevrodegenerativnih in razvojnih bolezni v zadnjih desetletjih. V tem konferenčnem prispevku smo predstavili rezultate analize mehanizmov toksičnosti različnih industrijskih tipov ND (PAA, TiO2 P25, TiO2 21 nm, TiO2 FG, srebrovi ND, SiO2 ND) na nediferenciranih in diferenciranih nevralnih celicah in vitro. Pokazali smo, da ND lahko povzročijo toksičnost preko različnih mehanizmov, odvisno od njihovih fizikalno-kemijskih lastnosti in stabilnosti v fiziološkem mediju. V prispevku smo tudi prvič predstavili razviti protokol diferenciacije nevralnih celic in rezultate daljše izpostavitve ND (do 5 dni). S primerjavo izpostavitve diferenciranih in nediferenciranih celic smo tudi pokazali, da ND veliko manj vplivajo na preživetje diferenciranih celice (verjetno zaradi odsotnosti delitve celic), da pa so diferencirane celice veliko bolj občutljive na oksidativni stres, ki je ostal povišan tudi po petih dneh inkubacije, kar nakazuje na to, da ni prišlo do učinkovite aktivacije antioksidantskih mehanizmov in ponovne vzpostavitve homeostaze. S tem prispevkom smo poudarili pomen testiranja na čim bolj relevantnih, diferenciranih modelih nevralnih celic, saj so lahko različno občutljive na različne mehanizme toksičnosti v primerjavi z nediferenciranimi celicami. Prispevek je bil predstavljen tudi na srečanju COST akcije BIONECA v Skupju 2019, Makedonija.
B.03 Referat na mednarodni znanstveni konferenci
COBISS.SI-ID: 12473172V skupini je potekal tudi prenos metodološkega znanja in izkušenj na mlajše sodelavce, študente in raziskovalce v sodelojučih skupinah. Nosilka projekta je uvedla v laboratorijsko in raziskovalno delo več mlajših sodelavcev in študentov, nanje je prenesla obstoječe znanje in jih vodila pri raziskovalnem delu za magistrsko nalogo, kar je v dveh primerih obsegalo tudi optimizacijo in postavitev novih protokolov za diferenciacijo nevralnih celic. Magistrantki sta tako pridobili pomembne izkušnje, ki jima sedaj pomagajo pri zaposlitvi na raziskovalnem področju. Ena magistrska naloga je potekala v tesnem sodelovanju z Laboratorijem za biotehnologijo KI, kar je tudi omogočilo lažji prenos znanja med inštitucijama. Tekom podoktorskega projekta so nastale tri magistrske naloge, od katerih je bila ena že zagovarjana [COBISS ID 4503665], dve pa sta v pripravi, pri čemer so vsi laboratorijski poskusi zaključeni.
D.11 Drugo
COBISS.SI-ID: 4503665Tekom projekta sta bila razvita in optimzirana dva protokola za diferenciacijo nevralnih celičnih linij (nevralna humana celična linija SH-SY5Y in imortalizirane mišje nevralne celice CAD), kar nam je omogočilo analize toksičnosti nanodelcev na za in vivo bolj relevantnih celičnih modelih. Ker so bile diferencirane kulture bolj stabilne in jih je bilo mogoče brez presajanja gojiti dlje časa, pa so nam omogočile tudi preučevanje mehanizmov toksičnosti dolgotrajnejših izpostavitev nanodelcev. Celični modeli za preučevanje dolgoročnih izpostavitev so pomembni, saj jih ni veliko, lastnosti teh celic pa so veliko bolj podobne lastnostim celic in vivo, s čimer je mogoče dobiti bolj relevantne rezultate. Poleg protokolov za diferenciacijo nevralnih celičnih linij je tekom projekta bil pridobljen tudi protokol za gojenje in diferenciacijo induciranih humanih pluripotentnih celic, ki jih je mogoče inducirati v nevralne zarodne celice in terminalno diferencirati v nevrone. Znanje je nosilka projekta pridobila tekom izmenjave v okviru COST akcije BIONECA, in je bilo prenešeno v domačo raziskovalno skupino. Vsi ti protokoli in novo pridobljeno znanje bodo tudi v prihodnje raziskovalni skupini omogočili izvedbo relevantnih poskusov dolgoročne izpostavitve nanodelcem ali drugim potencialno nevrotoksičnim snovem/učinkovinam, ter s tem pridobitev pomembnih rezultatov in novih znanj na področju nanotoksikologije in nevrotoksikologije.
F.04 Dvig tehnološke ravni