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Intestinal and hepatic effects of iron oxide nanoparticles

  • Iron oxide nanoparticles gain increasing attention due to their broad industrial use. However, safety concerns exist since their effects on human cells are still under investigation. The presence of iron oxide nanoparticles in the food pigment E172 has been shown recently. Here, we studied four iron oxide nanoparticles, one food pigment E172 and the ionic control FeSO4 regarding dissolution in biological media, uptake and transport, and cellular effects in vitro in human intestinal Caco-2 and HepaRG hepatocarcinoma cells. The iron oxide nanoparticles passed the gastrointestinal passage without dissolution and reached the intestine in the form of particles. Minor uptake was seen into Caco-2 cells but almost no transport to the basolateral site was detected for any of the tested particles. HepaRG cells showed higher particle uptake. Caco-2 cells showed no alterations in reactive oxygen species production, apoptosis, or mitochondrial membrane potential, whereas two particles inducedIron oxide nanoparticles gain increasing attention due to their broad industrial use. However, safety concerns exist since their effects on human cells are still under investigation. The presence of iron oxide nanoparticles in the food pigment E172 has been shown recently. Here, we studied four iron oxide nanoparticles, one food pigment E172 and the ionic control FeSO4 regarding dissolution in biological media, uptake and transport, and cellular effects in vitro in human intestinal Caco-2 and HepaRG hepatocarcinoma cells. The iron oxide nanoparticles passed the gastrointestinal passage without dissolution and reached the intestine in the form of particles. Minor uptake was seen into Caco-2 cells but almost no transport to the basolateral site was detected for any of the tested particles. HepaRG cells showed higher particle uptake. Caco-2 cells showed no alterations in reactive oxygen species production, apoptosis, or mitochondrial membrane potential, whereas two particles induced apoptosis in HepaRG cells, and one altered mitochondrial membrane potential at non-cytotoxic concentrations. No correlation between physicochemical particle characteristics and cellular effects was observed, thus emphasizing the Need for case-by-case assessment of iron oxide nanoparticles.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:L. Voss, E. Hoche, V. Stock, L. Böhmert, A. Braeuning, Andreas ThünemannORCiD, H. Sieg
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Archives of Toxicology
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.5 Synthese und Streuverfahren nanostrukturierter Materialien
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Springer
Jahrgang/Band:95
Ausgabe/Heft:3
Erste Seite:895
Letzte Seite:905
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Nanoparticles
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Nano
DOI:10.1007/s00204-020-02960-7
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-521651
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:01.03.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:01.03.2021
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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