Osteogenic activity of vanadyl(IV)–ascorbate complex: evaluation of its mechanism of action

We have previously shown that different vanadium(IV) complexes regulate osteoblastic growth. Since vanadium compounds are accumulated in vivo in bone, they may affect bone turnover. The development of vanadium complexes with different ligands could be an alternative strategy of use in skeletal tissue engineering. In this study, we have investigated the osteogenic properties of a vanadyl(IV)–ascorbate (VOAsc) complex, as well as its possible mechanisms of action, on two osteoblastic cell lines in culture. VOAsc (2.5–25 M) significantly stimulated osteoblastic proliferation (113–125% basal, p < 0.01) in UMR106 cells, but not in the MC3T3E1 cell line. VOAsc (5–100 M) dose-dependently stimulated type-I collagen production (107–156% basal) in osteoblasts. After 3 weeks of culture, 5–25 M VOAsc increased the formation of nodules of mineralization in MC3T3E1 cells (7.7–20-fold control, p < 0.001). VOAsc (50–100 M) significantly stimulated apoptosis in both cell lines (170–230% basal, p < 0.02–0.002), but did not affect reactive oxygen species production. The complex inhibited alkaline and neutral phosphatases from osteoblastic extracts with semi-maximal effect at 10 M doses. VOAsc induced the activation and redistribution of P-ERK in a time- and dose-dependent manner. Inhibitors of the mitogen activated protein kinases (MAPK) pathway (PD98059 and UO126) partially blocked the VOAsc-enhanced osteoblastic proliferation and collagen production. In addition, wortmanin, a PI-3-K inhibitor and type-L channel blocker nifedipine also partially abrogated these effects of VOAsc on osteoblasts. Our in vitro results suggest that this vanadyl(IV)–ascorbate complex could be a useful pharmacological tool for bone tissue regeneration

Synthesis of a new vanadyl(IV) complex with trehalose (TreVO): insulin-mimetic activities in osteoblast-like cells in culture

Vanadium compounds show interesting biological and pharmacological properties. Some of them display insulin-mimetic effects and others produce antitumor actions. The bioactivity of vanadium is present in inorganic species like the vanadyl(IV) cation or vanadate( V) anion. Nevertheless, the development of new vanadium derivatives with organic ligands which improve the beneficial actions and decrease the toxic effects is of great interest. On the other hand, the mechanisms involved in vanadium bioactivity are still poorly understood. A new vanadium complex of the vanadyl(IV) cation with the disaccharide trehalose (TreVO), Na6 [VO(Tre)2].4H2O, here reported, shows interesting insulin- mimetic properties in two osteoblast cell lines, a normal one (MC3T3E1) and a tumoral one (UMR106). The complex affected the proliferation of both cell lines in a different manner. On tumoral cells, TreVO caused a weak stimulation of growth at 5 lM but it inhibited cell proliferation in a dose-response manner between 50 and 100 lM. TreVO significantly inhibited UMR106 differentiation (15–25% of basal) in the range 5–100 lM. On normal osteoblasts, TreVO behaved as a mitogen at 5–25 lM. Different inhibitors of the MAPK pathway blocked this effect. At higher concentrations (75–100 lM), the complex was a weak inhibitor of the MC3T3E1 proliferation. Besides, TreVO enhanced glucose consumption by a mechanism independent of the PI3-kinase activation. In both cell lines, TreVO stimulated the ERK phosphorylation in a dose- and time-dependent manner. Different inhibitors (PD98059, wortmannin, vitamins C and E) partially decreased this effect, which was totally inhibited by their combination. These results suggest that TreVO could be a potential candidate for therapeutic treatments

Non-enzymatic glycosylation of a type I collagen matrix: effects on osteoblastic development and oxidative stress

BACKGROUND: The tissue accumulation of protein-bound advanced glycation endproducts (AGE) may be involved in the etiology of diabetic chronic complications, including osteopenia. The aim of this study was to investigate the effect of an AGE-modified type I collagen substratum on the adhesion, spreading, proliferation and differentiation of rat osteosarcoma UMR106 and mouse non-transformed MC3T3E1 osteoblastic cells. We also studied the role of reactive oxygen species (ROS) and nitric oxide synthase (NOS) expression on these AGE-collagen mediated effects. RESULTS: AGE-collagen decreased the adhesion of UMR106 cells, but had no effect on the attachment of MC3T3E1 cells. In the UMR106 cell line, AGE-collagen also inhibited cellular proliferation, spreading and alkaline phosphatase (ALP) activity. In preosteoblastic MC3T3E1 cells (24-hour culture), proliferation and spreading were significantly increased by AGE-collagen. After one week of culture (differentiated MC3T3E1 osteoblasts) AGE-collagen inhibited ALP activity, but had no effect on cell number. In mineralizing MC3T3E1 cells (3-week culture) AGE-collagen induced a decrease in the number of surviving cells and of extracellular nodules of mineralization, without modifying their ALP activity. Intracellular ROS production, measured after a 48-hour culture, was decreased by AGE-collagen in MC3T3E1 cells, but was increased by AGE-collagen in UMR106 cells. After a 24-hour culture, AGE-collagen increased the expression of endothelial and inducible NOS, in both osteoblastic cell lines. CONCLUSIONS: These results suggest that the accumulation of AGE on bone extracellular matrix could regulate the proliferation and differentiation of osteoblastic cells. These effects appear to depend on the stage of osteoblastic development, and possibly involve the modulation of NOS expression and intracellular ROS pathways

SARS-CoV-2 immunochromatographic IgM/IgG rapid test in pregnancy: A false friend?

Background: An increasing body of evidence has revealed that SARS-CoV-2 infection in pregnant women could increase the risk of adverse maternal and fetal outcomes. Careful monitoring of pregnancies with COVID-19 and measures to prevent neonatal infection are warranted. Therefore, rapid antibody tests have been suggested as an efficient screening tool during pregnancy. Cases: We analysed the clinical performance during pregnancy of a rapid, lateral-flow immunochromatographic assay for qualitative detection of SARS-CoV-2 IgG/IgM antibodies. We performed a universal screening including 169 patients during their last trimester of pregnancy. We present a series of 14 patients with positive SARS-CoV-2 immunochromatographic assay rapid test result. Immunochromatographic assay results were always confirmed by chemiluminescent microparticle immunoassays for quantitative detection of SARS-CoV-2 IgG and IgM+IgA antibodies as the gold standard. We observed a positive predictive value of 50% and a false positive rate of 50% in pregnant women, involving a significantly lower diagnostic performance than reported in non-pregnant patients. Discussion: Our data suggest that although immunochromatographic assay rapid tests may be a fast and profitable screening tool for SARS-CoV-2 infection, they may have a high false positive rate and low positive predictive value in pregnant women. Therefore, immunochromatographic assay for qualitative detection of SARS-CoV-2 IgG/IgM antibodies must be verified by other test in pregnant patients

An air-stable DPP-thieno-TTF copolymer for single-material solar cell devices and field effect transistors

Following an approach developed in our group to incorporate tetrathiafulvalene (TTF) units into conjugated polymeric systems, we have studied a low band gap polymer incorporating TTF as a donor component. This polymer is based on a fused thieno-TTF unit that enables the direct incorporation of the TTF unit into the polymer, and a second comonomer based on the diketopyrrolopyrrole (DPP) molecule. These units represent a donor–acceptor copolymer system, p(DPP-TTF), showing strong absorption in the UV–visible region of the spectrum. An optimized p(DPP-TTF) polymer organic field effect transistor and a single material organic solar cell device showed excellent performance with a hole mobility of up to 5.3 × 10–2 cm2/(V s) and a power conversion efficiency (PCE) of 0.3%, respectively. Bulk heterojunction organic photovoltaic devices of p(DPP-TTF) blended with phenyl-C71-butyric acid methyl ester (PC71BM) exhibited a PCE of 1.8%

Treatment of effluents from tanning sheepskins

La industria curtidora pertenece al grupo de industrias que producen grandes volúmenes de aguas residuales contaminadas. Los efluentes líquidos generados son difíciles de tratar ya que contienen altos niveles de materia orgánica, cromo, sólidos disueltos, sulfuros y alta salinidad. El objetivo del presente trabajo fue ensayar una serie de tratamientos para depurar el efluente obtenido en el proceso de curtido de piel ovina a escala piloto. Los efluentes fueron recolectados de los procesos de curtido de pieles ovinas llevados a cabo en la planta de curtiduría del CITEC. Se aplicaron métodos convencionales de pre-tratamiento (tamices, sedimentación y aireación) y tratamientos primarios seleccionando los coagulantes y floculantes que permitieran una alta velocidad de sedimentación, producción de sedimentos compactos y una disminución del 50% de la demanda química de oxígeno (DQO). Para el tratamiento secundario se diseñaron biorreactores en batch, utilizando como inóculo, lodos activados de una planta de tratamiento de efluentes de curtiembre. Se analizó el porcentaje de remoción de la DQO y el incremento de la biomasa a través de la medición de sólidos suspendidos volátiles (SSV) en función del tiempo de reacción y las características del efluente de partida. Se obtuvo un máximo de remoción de DQO del 70% con una producción de SSV de 3,0-4,8 g/L. Sin embargo debido a las altas cargas iniciales los valores de DQO luego del tratamiento secundario siguieron siendo altos (840-1470 g/L). Se agregó entonces un ensayo de tratamiento terciario, mediante humedales construidos a escala laboratorio, rellenos con piedra granítica, con y sin la especie vegetal Sarcocornia perennis. Cada semana los reactores eran vaciados y alimentados nuevamente (batch) con el efluente secundario. En cada ciclo, durante 10 semanas, se tomaron muestras de entrada y de salida y se analizaron. Los resultados mostraron que en promedio la DQO disminuyó un 64% y ese efecto fue mayor en los mesocosmos con S. perennis. La concentración de cloruros disminuyó en menor medida lográndose como máximo una remoción de alrededor de un 15%. Los humedales construidos son sistemas de depuración natural que se caracterizan por su simplicidad de operación y bajo costo de inversión. Estos resultados preliminares muestran que pueden representar una buena herramienta de tratamiento terciario para los efluentes de alta carga, típicos de la industria del curtido.Trabajo publicado en Maria dos Santos Alfonso y Rosa María Torres Sánchez (eds.). Enfoques Interdisciplinarios para la Sustentabilidad del Ambiente. Buenos Aires: Editorial Sociedad Argentina de Ciencia y Tecnología Ambiental, 2015.Instituto de Limnología "Dr. Raul A. Ringuelet" (ILPLA)Comisión de Investigaciones Científicas de la provincia de Buenos Aires (CIC

Treatment of effluents from tanning sheepskins

La industria curtidora pertenece al grupo de industrias que producen grandes volúmenes de aguas residuales contaminadas. Los efluentes líquidos generados son difíciles de tratar ya que contienen altos niveles de materia orgánica, cromo, sólidos disueltos, sulfuros y alta salinidad. El objetivo del presente trabajo fue ensayar una serie de tratamientos para depurar el efluente obtenido en el proceso de curtido de piel ovina a escala piloto. Los efluentes fueron recolectados de los procesos de curtido de pieles ovinas llevados a cabo en la planta de curtiduría del CITEC. Se aplicaron métodos convencionales de pre-tratamiento (tamices, sedimentación y aireación) y tratamientos primarios seleccionando los coagulantes y floculantes que permitieran una alta velocidad de sedimentación, producción de sedimentos compactos y una disminución del 50% de la demanda química de oxígeno (DQO). Para el tratamiento secundario se diseñaron biorreactores en batch, utilizando como inóculo, lodos activados de una planta de tratamiento de efluentes de curtiembre. Se analizó el porcentaje de remoción de la DQO y el incremento de la biomasa a través de la medición de sólidos suspendidos volátiles (SSV) en función del tiempo de reacción y las características del efluente de partida. Se obtuvo un máximo de remoción de DQO del 70% con una producción de SSV de 3,0-4,8 g/L. Sin embargo debido a las altas cargas iniciales los valores de DQO luego del tratamiento secundario siguieron siendo altos (840-1470 g/L). Se agregó entonces un ensayo de tratamiento terciario, mediante humedales construidos a escala laboratorio, rellenos con piedra granítica, con y sin la especie vegetal Sarcocornia perennis. Cada semana los reactores eran vaciados y alimentados nuevamente (batch) con el efluente secundario. En cada ciclo, durante 10 semanas, se tomaron muestras de entrada y de salida y se analizaron. Los resultados mostraron que en promedio la DQO disminuyó un 64% y ese efecto fue mayor en los mesocosmos con S. perennis. La concentración de cloruros disminuyó en menor medida lográndose como máximo una remoción de alrededor de un 15%. Los humedales construidos son sistemas de depuración natural que se caracterizan por su simplicidad de operación y bajo costo de inversión. Estos resultados preliminares muestran que pueden representar una buena herramienta de tratamiento terciario para los efluentes de alta carga, típicos de la industria del curtido.Trabajo publicado en Maria dos Santos Alfonso y Rosa María Torres Sánchez (eds.). Enfoques Interdisciplinarios para la Sustentabilidad del Ambiente. Buenos Aires: Editorial Sociedad Argentina de Ciencia y Tecnología Ambiental, 2015.Instituto de Limnología "Dr. Raul A. Ringuelet" (ILPLA)Comisión de Investigaciones Científicas de la provincia de Buenos Aires (CIC

Treatment of effluents from tanning sheepskins

La industria curtidora pertenece al grupo de industrias que producen grandes volúmenes de aguas residuales contaminadas. Los efluentes líquidos generados son difíciles de tratar ya que contienen altos niveles de materia orgánica, cromo, sólidos disueltos, sulfuros y alta salinidad. El objetivo del presente trabajo fue ensayar una serie de tratamientos para depurar el efluente obtenido en el proceso de curtido de piel ovina a escala piloto. Los efluentes fueron recolectados de los procesos de curtido de pieles ovinas llevados a cabo en la planta de curtiduría del CITEC. Se aplicaron métodos convencionales de pre-tratamiento (tamices, sedimentación y aireación) y tratamientos primarios seleccionando los coagulantes y floculantes que permitieran una alta velocidad de sedimentación, producción de sedimentos compactos y una disminución del 50% de la demanda química de oxígeno (DQO). Para el tratamiento secundario se diseñaron biorreactores en batch, utilizando como inóculo, lodos activados de una planta de tratamiento de efluentes de curtiembre. Se analizó el porcentaje de remoción de la DQO y el incremento de la biomasa a través de la medición de sólidos suspendidos volátiles (SSV) en función del tiempo de reacción y las características del efluente de partida. Se obtuvo un máximo de remoción de DQO del 70% con una producción de SSV de 3,0-4,8 g/L. Sin embargo debido a las altas cargas iniciales los valores de DQO luego del tratamiento secundario siguieron siendo altos (840-1470 g/L). Se agregó entonces un ensayo de tratamiento terciario, mediante humedales construidos a escala laboratorio, rellenos con piedra granítica, con y sin la especie vegetal Sarcocornia perennis. Cada semana los reactores eran vaciados y alimentados nuevamente (batch) con el efluente secundario. En cada ciclo, durante 10 semanas, se tomaron muestras de entrada y de salida y se analizaron. Los resultados mostraron que en promedio la DQO disminuyó un 64% y ese efecto fue mayor en los mesocosmos con S. perennis. La concentración de cloruros disminuyó en menor medida lográndose como máximo una remoción de alrededor de un 15%. Los humedales construidos son sistemas de depuración natural que se caracterizan por su simplicidad de operación y bajo costo de inversión. Estos resultados preliminares muestran que pueden representar una buena herramienta de tratamiento terciario para los efluentes de alta carga, típicos de la industria del curtido.Trabajo publicado en Maria dos Santos Alfonso y Rosa María Torres Sánchez (eds.). Enfoques Interdisciplinarios para la Sustentabilidad del Ambiente. Buenos Aires: Editorial Sociedad Argentina de Ciencia y Tecnología Ambiental, 2015.Instituto de Limnología "Dr. Raul A. Ringuelet" (ILPLA)Comisión de Investigaciones Científicas de la provincia de Buenos Aires (CIC

Ligand substitution reactions of a phenolic quinolyl hydrazone; oxidovanadium (IV) complexes

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Quinoline ring has therapeutic and biological activities. Quinolyl hydrazones constitute a class of excellent chelating agents. Recently, the physiological and biological activities of quinolyl hydrazones arise from their tendency to form metal chelates with transition metal ions. In this context, we have aimed to study the competency effect of a phenolic quinolyl hydrazone (H₂L; primary ligand) with some auxiliary ligands (Tmen, Phen or Oxine; secondary ligands) towards oxidovanadium (IV) ions.</p> <p>Results</p> <p>Mono- and binuclear oxidovanadium (IV) - complexes were obtained from the reaction of a phenolic quinolyl hydrazone with oxidovanadium (IV)- ion in absence and presence of N,N,N',N'- tetramethylethylenediamine (Tmen), 1,10-phenanthroline (Phen) or 8-hydroxyquinoline (Oxine). The phenolic quinolyl hydrazone ligand behaves as monobasic bidentate (NO- donor with O- bridging). All the obtained complexes have the preferable octahedral geometry except the oxinato complex (<b>2</b>) which has a square pyramid geometry with no axial interaction; the only homoleptic complex in this study.</p> <p>Conclusion</p> <p>The ligand exchange (substitution/replacement) reactions reflect the strong competency power of the auxiliary aromatic ligands (Phen/Oxine) compared to the phenolic quinolyl hydrazone (H₂L) towards oxidovanadium (IV) ion; (complexes <b>2 </b>and <b>3</b>). By contrast, in case of the more flexible aliphatic competitor (Tmen), an adduct was obtained (<b>4</b>). The obtained complexes reflect the strength of the ligand field towards the oxidovanadium (IV)- ion; Oxine or Phen >> phenolic hydrazone (H₂L) > Tmen.</p

Cytocompatibility of Medical Biomaterials Containing Nickel by Osteoblasts: a Systematic Literature Review

The present review is based on a survey of 21 studies on the cytocompatibility of medical biomaterials containing nickel, as assessed by cell culture of human and animal osteoblasts or osteoblast-like cells. Among the biomaterials evaluated were stainless steel, NiTi alloys, pure Ni, Ti, and other pure metals. The materials were either commercially available, prepared by the authors, or implanted by various techniques to generate a protective layer of oxides, nitrides, acetylides. The observation that the layers significantly reduced the initial release of metal ions and increased cytocompatibility was confirmed in cell culture experiments. Physical and chemical characterization of the materials was performed. This included, e.g., surface characterization (roughness, wettability, corrosion behavior, quantity of released ions, microhardness, and characterization of passivation layer). Cytocompatibility tests of the materials were conducted in the cultures of human or animal osteoblasts and osteoblast-like cells. The following assays were carried out: cell proliferation and viability test, adhesion test, morphology (by fluorescent microscopy or SEM). Also phenotypic and genotypic markers were investigated. In the majority of works, it was found that the most cytocompatible materials were stainless steel and NiTi alloy. Pure Ni was rendered and less cytocompatible. All the papers confirmed that the consequence of the formation of protective layers was in significant increase of cytocompatibility of the materials. This indicates the possible further modifications of the manufacturing process (formation of the passivation layer)