Effects of Clinically Relevant Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles on Murine Primary Brain Cells

Superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIOs) as contrast agents in magnetic resonance imaging (MRI) have been the subject of extensive research over the past decades. SPIOs are of characteristic sizes ranging from 1 to 100 nm in at least one dimension and are composed of iron oxide cores that are coated with different biodegradable materials. Due to their unique magnetic and physicochemical properties, the list of experimental and clinical research applications of SPIOs has further expanded. However, crucial information regarding interactions of clinically applied SPIOs with cells of the central nervous system (CNS) and potential toxic effects is still lacking. This is of particular importance because SPIOs are capable of penetrating biological barriers, such as the blood-brain barrier and blood-placenta barrier. The aim of this study was to investigate the morphology and viability as well as the cytokine and chemokine secretion profile of murine primary brain cells that were exposed to clinically relevant SPIOs of different sizes and compositions. For this purpose, I used primary cell cultures of microglia and hippocampal neurons cultured in monocultures and neuron-glia co-cultures. I exposed these primary cells to varying concentrations of two novel very small iron oxide particles (VSOPs) that have already passed clinical phase II trials, or the clinically approved SPIOs ferucarbotran or ferumoxytol for 6 and/or 24 hours, respectively. I show that SPIO accumulation by primary brain cells strongly depends on the cell type, exposure condition as well as particle type. Primary microglia strongly accumulated the smallest, citrate-coated VSOPs and the largest, carboxydextran-coated ferucarbotran but not the medium-sized, carboxymethyldextran-coated ferumoxytol verified by intense Prussian blue staining. Using immunocytochemistry, I show that SPIO accumulation causes morphological alterations from a ramified to an amoeboid shape, indicating microglial activation. Propidium iodide staining revealed that microglial viability was severely compromised, especially, when cells were exposed to high SPIO concentrations of 1.5 and 3.0 mM and incubated for 24 hours. While ferumoxytol was only moderately accumulated by microglia without significantly affecting viability, it still induced morphological alterations. Just as detected for microglia, only VSOPs and ferucarbotran, but not ferumoxytol, are accumulated by primary neurons, especially, after exposure to the highest iron concentration of 3.0 mM. However, all SPIOs, independent of the particle size, composition and the applied iron concentration severely affected the morphology of primary neurons from monocultures after 24 hours of exposure, which is revealed using Sholl analysis. Neurons cultured without glial cells show reduced number of neurites and increased numbers of degenerated cells in comparison to untreated neurons. In contrast, SPIO exposure of neurons in neuron–glia co-cultures seems to have a stimulatory effect on neurites. However, the analyses of secreted cytokines and chemokines secretion does not show any tendencies of SPIO-mediated effects. From the represented data I conclude that the effect of SPIOs on brain cells not only strongly depends on the respective nanoparticle type and concentration but also on the physiological microenvironment they are applied to

Plasma lipid profiles discriminate bacterial from viral infection in febrile children

Fever is the most common reason that children present to Emergency Departments. Clinical signs and symptoms suggestive of bacterial infection are often non-specific, and there is no definitive test for the accurate diagnosis of infection. The 'omics' approaches to identifying biomarkers from the host-response to bacterial infection are promising. In this study, lipidomic analysis was carried out with plasma samples obtained from febrile children with confirmed bacterial infection (n = 20) and confirmed viral infection (n = 20). We show for the first time that bacterial and viral infection produces distinct profile in the host lipidome. Some species of glycerophosphoinositol, sphingomyelin, lysophosphatidylcholine and cholesterol sulfate were higher in the confirmed virus infected group, while some species of fatty acids, glycerophosphocholine, glycerophosphoserine, lactosylceramide and bilirubin were lower in the confirmed virus infected group when compared with confirmed bacterial infected group. A combination of three lipids achieved an area under the receiver operating characteristic (ROC) curve of 0.911 (95% CI 0.81 to 0.98). This pilot study demonstrates the potential of metabolic biomarkers to assist clinicians in distinguishing bacterial from viral infection in febrile children, to facilitate effective clinical management and to the limit inappropriate use of antibiotics

Plasma lipid profiles discriminate bacterial from viral infection in febrile children

Fever is the most common reason that children present to Emergency Departments. Clinical signs and symptoms suggestive of bacterial infection are often non-specific, and there is no definitive test for the accurate diagnosis of infection. The 'omics' approaches to identifying biomarkers from the host-response to bacterial infection are promising. In this study, lipidomic analysis was carried out with plasma samples obtained from febrile children with confirmed bacterial infection (n = 20) and confirmed viral infection (n = 20). We show for the first time that bacterial and viral infection produces distinct profile in the host lipidome. Some species of glycerophosphoinositol, sphingomyelin, lysophosphatidylcholine and cholesterol sulfate were higher in the confirmed virus infected group, while some species of fatty acids, glycerophosphocholine, glycerophosphoserine, lactosylceramide and bilirubin were lower in the confirmed virus infected group when compared with confirmed bacterial infected group. A combination of three lipids achieved an area under the receiver operating characteristic (ROC) curve of 0.911 (95% CI 0.81 to 0.98). This pilot study demonstrates the potential of metabolic biomarkers to assist clinicians in distinguishing bacterial from viral infection in febrile children, to facilitate effective clinical management and to the limit inappropriate use of antibiotics

Plasma lipid profiles discriminate bacterial from viral infection in febrile children

Fever is the most common reason that children present to Emergency Departments. Clinical signs and symptoms suggestive of bacterial infection ar

Elevers socioekonomiska status och dess påverkan i naturkunskapsklassrummet

Kunskapsöversikten utgår från vår frågeställning; vad säger forskning om hur elevers sociala klass- och socioekonomiska bakgrund påverkar undervisningen i naturkunskap? Vi redogör också för vår systematiska sökprocess.Utifrån ett systemteoretiskt-inspirerat synsätt på de forskningsstudier vi undersökt, har vi kategoriserat resultaten på tre nivåer; individ-, grupp- samt organisationsnivå, olika faktorer som påverkar naturkunskapsundervisningen. Vi har undersökt elevers syn på naturkunskap, kompensationsåtgärder, lärares syn och förväntningar, lärarens kvalitét, föräldrars påverkan genom engagemang, förväntningar, IKT möjligheter samt organisatoriska faktorer. Vi diskuterar resultatet i relation till vår kommande yrkesprofession utifrån de faktorer studierna identifierat. Vår analys gav oss ett resultat gällande brister i forskningsfältet. Vi fann att det saknas forskning på organisatorisk nivå. Detta inspirerar oss till vidare forskning kring de möjligheter en organisatoriskförändring kan ge. Därför vill vi i framtida examensarbete undersöka vilka åsikter erfarna F-3 lärare och rektorer har kring problematiken samt vad dem anser bör göras för att minska skillnaderna i elevernas prestationer inom naturkunskap

Elevers socioekonomiska status och dess påverkan i naturkunskapsklassrummet

Kunskapsöversikten utgår från vår frågeställning; vad säger forskning om hur elevers sociala klass- och socioekonomiska bakgrund påverkar undervisningen i naturkunskap? Vi redogör också för vår systematiska sökprocess.Utifrån ett systemteoretiskt-inspirerat synsätt på de forskningsstudier vi undersökt, har vi kategoriserat resultaten på tre nivåer; individ-, grupp- samt organisationsnivå, olika faktorer som påverkar naturkunskapsundervisningen. Vi har undersökt elevers syn på naturkunskap, kompensationsåtgärder, lärares syn och förväntningar, lärarens kvalitét, föräldrars påverkan genom engagemang, förväntningar, IKT möjligheter samt organisatoriska faktorer. Vi diskuterar resultatet i relation till vår kommande yrkesprofession utifrån de faktorer studierna identifierat. Vår analys gav oss ett resultat gällande brister i forskningsfältet. Vi fann att det saknas forskning på organisatorisk nivå. Detta inspirerar oss till vidare forskning kring de möjligheter en organisatoriskförändring kan ge. Därför vill vi i framtida examensarbete undersöka vilka åsikter erfarna F-3 lärare och rektorer har kring problematiken samt vad dem anser bör göras för att minska skillnaderna i elevernas prestationer inom naturkunskap

Elevers socioekonomiska status och dess påverkan i naturkunskapsklassrummet

Kunskapsöversikten utgår från vår frågeställning; vad säger forskning om hur elevers sociala klass- och socioekonomiska bakgrund påverkar undervisningen i naturkunskap? Vi redogör också för vår systematiska sökprocess. Utifrån ett systemteoretiskt-inspirerat synsätt på de forskningsstudier vi undersökt, har vi kategoriserat resultaten på tre nivåer; individ-, grupp- samt organisationsnivå, olika faktorer som påverkar naturkunskapsundervisningen. Vi har undersökt elevers syn på naturkunskap, kompensationsåtgärder, lärares syn och förväntningar, lärarens kvalitét, föräldrars påverkan genom engagemang, förväntningar, IKT möjligheter samt organisatoriska faktorer. Vi diskuterar resultatet i relation till vår kommande yrkesprofession utifrån de faktorer studierna identifierat. Vår analys gav oss ett resultat gällande brister i forskningsfältet. Vi fann att det saknas forskning på organisatorisk nivå. Detta inspirerar oss till vidare forskning kring de möjligheter en organisatoriskförändring kan ge. Därför vill vi i framtida examensarbete undersöka vilka åsikter erfarna F-3 lärare och rektorer har kring problematiken samt vad dem anser bör göras för att minska skillnaderna i elevernas prestationer inom naturkunskap

Equal science education – An interview study with six F-3 teachers

En likvärdig undervisning för samtliga elever är det som varje lärare ska ha för avsikt att eftersträva för att, på ett korrekt sätt, förhålla sig till skollagen (SFS 2010:800, 1 kap, 9§). Denna studie syftar till att undersöka hur F-3 lärare arbetar för att uppnå likvärdighet i No- undervisningen, samt om de framhåller specifika hinder för detta. Studien utgår från en tematisk innehållsanalys och datainsamlingen görs genom semistrukturerade intervjuer med sex lärare. Genom att definiera olika teman utifrån de svar intervjuerna gav kunde vi se en struktur växa fram. Resultatet indikerar att det finns hinder för att kunna tillgodose eleverna en likvärdig No-undervisning samt ger exempel på hur lärare arbetar för att kompensera dessa. Lärarna lyfter hinder som; olikheter i språklig bakgrund, olikheter i social bakgrund, resurser samt didaktiska val. För att kompensera detta arbetar lärarna framförallt med elevaktiva lektioner, varierad undervisning, samarbetar kollegialt, gör diverse anpassningar och försöker inspirera eleverna till fortsatt lärande