Cancer Therapy by Silver Nanoparticles: Fiction or Reality?

As an emerging new class, metal nanoparticles and especially silver nanoparticles hold great potential in the field of cancer biology. Due to cancer-specific targeting, the consequently attenuated side-effects and the massive anti-cancer features render nanoparticle therapeutics desirable platforms for clinically relevant drug development. In this review, we highlight those characteristics of silver nanoparticle-based therapeutic concepts that are unique, exploitable, and achievable, as well as those that represent the critical hurdle in their advancement to clinical utilization. The collection of findings presented here will describe the features that distinguish silver nanoparticles from other anti-cancer agents and display the realistic opportunities and implications in oncotherapeutic innovations to find out whether cancer therapy by silver nanoparticles is fiction or reality

Estradiol-Based Salicylaldehyde (Thio)semicarbazones and Their Copper Complexes with Anticancer, Antibacterial and Antioxidant Activities

A series of novel estradiol-based salicylaldehyde (thio)semicarbazones ((T)SCs) bearing (O,N,S) and (O,N,O) donor sets and their Cu(II) complexes were developed and characterized in detail by 1H and ¹³C nuclear magnetic resonance spectroscopy, UV–visible and electron paramagnetic resonance spectroscopy, electrospray ionization mass spectrometry and elemental analysis. The structure of the Cu(II)-estradiol-semicarbazone complex was revealed by X-ray crystallography. Proton dissociation constants of the ligands and stability constants of the metal complexes were determined in 30% (v/v) DMSO/H2O. Estradiol-(T)SCs form mono-ligand complexes with Cu(II) ions and exhibit high stability with the exception of estradiol-SC. The Cu(II) complexes of estradiol-TSC and its N,N-dimethyl derivative displayed the highest cytotoxicity among the tested compounds in MCF-7, MCF-7 KCR, DU-145, and A549 cancer cells. The complexes do not damage DNA according to both in vitro cell-free and cellular assays. All the Cu(II)-TSC complexes revealed significant activity against the Gram-positive Staphylococcus aureus bacteria strain. Estradiol-TSCs showed efficient antioxidant activity, which was decreased by complexation with Cu(II) ions. The exchange of estrone moiety to estradiol did not result in significant changes to physico-chemical and biological properties

Green Silver and Gold Nanoparticles: Biological Synthesis Approaches and Potentials for Biomedical Applications

The nanomaterial industry generates gigantic quantities of metal-based nanomaterials for various technological and biomedical applications; however, concomitantly, it places a massive burden on the environment by utilizing toxic chemicals for the production process and leaving hazardous waste materials behind. Moreover, the employed, often unpleasant chemicals can affect the biocompatibility of the generated particles and severely restrict their application possibilities. On these grounds, green synthetic approaches have emerged, offering eco-friendly, sustainable, nature-derived alternative production methods, thus attenuating the ecological footprint of the nanomaterial industry. In the last decade, a plethora of biological materials has been tested to probe their suitability for nanomaterial synthesis. Although most of these approaches were successful, a large body of evidence indicates that the green material or entity used for the production would substantially define the physical and chemical properties and as a consequence, the biological activities of the obtained nanomaterials. The present review provides a comprehensive collection of the most recent green methodologies, surveys the major nanoparticle characterization techniques and screens the effects triggered by the obtained nanomaterials in various living systems to give an impression on the biomedical potential of green synthesized silver and gold nanoparticles

Titán-dioxid-nanopálcikák tüdőre kifejtett hatásának állatkísérletes vizsgálata szubakut patkánymodellben = Investigation of the effect of titanium dioxide nanorods on the lungs in a subacute rat model

Absztrakt: Bevezetés: Napjainkban a nanotechnológia intenzív terjedésével nő a munkahelyi és lakossági nanorészecske-expozíció veszélye. Jelenleg azonban kevés tudományosan megalapozott, ellentmondásmentes ismeret áll rendelkezésre a nehézfém nanorészecskék toxicitásáról és potenciális egészségkárosító hatásairól. Célkitűzés: Szubakut, intratrachealisan instillált, pálcika alakú titán-dioxid (TiO2)-nanorészecskék indukálta tüdőszövet-károsodás vizsgálata morfológiai, kémiai és biokémiai módszerekkel, patkánymodellben. Módszer: Az általános toxicitást (test- és szervtömegváltozás), a lokális (alveolaris üregekben/epithelben, hilusi nyirokcsomóban zajló) akut és krónikus celluláris toxicitást (gyulladás, sejtpusztulás), továbbá az oxidatív stresszt fény- és elektronmikroszkópiával, valamint biokémiai (lipidperoxidáció, reaktívoxigén-gyök, proinflammatoricus citokin expressziója) úton mértük. Eredmények: A kezelt csoportok testtömegében dózis- és időfüggő eltérés nem volt, azonban a tüdők tömege és Ti-tartalma a dózissal arányosan nőtt. A tüdőszövet fény- és elektronmikroszkópos vizsgálata igazolta a nanorészecskék jelenlétét az alveolaris térben szabadon és az alveolaris epitheltől független macrophagok phagosomáiban. A lokális akut alveolitis krónikussá válását alátámasztotta az alveolaris régió macrophagszámának dózisfüggő növekedése, az interstitium ödémája és megvastagodása, valamint egyes proinflammatoricus citokinek (interleukin-1a, LIX, L-szelektin, vascularis endothelialis növekedési faktor) fokozott expressziója. A kezelt állatok tüdőszövetében az oxidatív stressz és a lipidperoxidáció jelentősen fokozódott. A kezelt tüdők tömege, Ti-tartalma és a lipidperoxidáció mértéke között korrelációt találtunk. Az alveolaris epithel-capillaris endothel barrier elégtelenségére utaltak a nanorészecskékkel telt falósejtek a hilusi nyirokcsomóban, ami felveti a nanorészecskék szisztémás keringésbe és távolabbi szervekbe jutásának és akut szisztémás gyulladás kialakulásának lehetőségét. Következtetés: Az alsó légutakba jutott TiO2-nanorészecskék etiológiai tényezőként szerepelhetnek az akut, illetve idült légúti gyulladással és/vagy progrediáló fibrosissal és obstrukcióval járó légzőszervi betegségek (például idült obstruktív tüdőbetegség, asztma) kialakulásában és/vagy progressziójában, melyben jelentősége lehet az autophagiának és az immunválasz (lymphocytaműködés) károsodásának. Orv Hetil. 2019; 160(2): 57–66. | Abstract: Introduction: The development of nanotechnology increases the risk of occupational and population-level exposure to nanoparticles nowadays. However, scientifically based knowledge relating to the toxicity of heavy metal nanoparticles and potential health damage is insufficient. Aim: Investigation of lung tissue damage induced by titanium dioxide (TiO2) nanorods in subacute intratracheal instillation by morphological, chemical and biochemical methods in rat model. Method: General toxicity (changes of body and organ weights), local acute and chronic cellular toxicity (in alveolar spaces and epithelium, in hilar lymph nodes) and oxidative stress were examined using light and electron microscopy, and biochemical methods (reactive oxygen species, lipid peroxidation, expression of pro-inflammatory cytokines). Results: No dose- and time-dependent alteration was found in the body weight of the treated groups; but the mass and Ti content of lungs increased with dose. Light and electron microscopy of the lung tissue verified the presence of nanoparticles, free in the alveolar space and within phagosomes of macrophages not attached to alveolar epithelium. Chronification of local acute alveolitis was supported by dose-dependent increase of macrophage count in the alveolar region, oedema and thickening of interstitium, and increased expression of certain pro-inflammatory cytokines (interleukin-1a, LIX, L-selectin, vascular endothelial growth factor). Oxidative stress and lipid peroxidation increased substantially in the treated rats’ lungs, and correlation was found between Ti content and lipid peroxidation. Insufficiency of the alveolar epithelial and capillary endothelial barrier was indicated by nanoparticle-laden phagocytes in hilar lymph nodes, suggesting nanoparticles reaching systemic circulation and distant organs, inducing systemic acute inflammation. Conclusion: TiO2 nanoparticles, reaching lower airways, may be etiological factors in the causation or aggravation of pulmonary diseases with acute and chronic airways inflammation and/or progressive fibrosis and obstruction (e.g., chronic obstructive pulmonary disease or asthma). Autophagy and damaged immune response (lymphocytic activity) may have here a role. Orv Hetil. 2019; 160(2): 57–66