In Vitro Evaluation of the Toxicity of Cobalt Ferrite Nanoparticles in Kidney Cell

Kobalt Ferrit Nanopartiküllerinin Böbrek Hücresi Üzerine Güvenliğinin İn Vitro Değerlendirmesi

Abstract

Objectives: The remarkable properties of hard magnetic cobalt ferrite nanoparticles (CoFe2O4-NPs) and their physicochemical stability lead to various applications in different industrial and medical fields. Although CoFe2O4-NPs have been reported to cause toxic effects, there is a serious lack of information concerning their effects on the kidneys. In this study, it was aimed to investigate the toxic effects of CoFe2O4-NPs on NRK-52E kidney cells. Materials and Methods: The particle characterisation and cellular uptake were determined using transmission electron microscopy, dynamic light scattering and inductively coupled plasma-mass spectrometry. Then, the cytotoxicity was evaluated by MTT and neutral red uptake assays, the genotoxicity by comet assay, and the apoptotic potentials by Annexin V-FITC apoptosis detection assay with propidium iodide.Results: After 24 h exposure to CoFe2O4-NPs (39±17 nm), it was observed they did not affect the cell viability at concentration ranging from 100 to 1000 ?g/mL, but significantly induced DNA damage at concentration <=100 ?g/mL. No apoptotic or necrotic effect was observed in the exposed cells. Conclusion: According to the results obtained, CoFe2O4-NPs are promising for safe use in various applications. However, further in vivo studies are needed to fully understand their mechanisms of action.

Özet

Amaç: Sert manyetik kobalt ferrit nanopartiküllerinin (CoFe2 O4 -NP) dikkate değer özellikleri ve fizikokimyasal kararlılıkları farklı endüstri ve tıp alanlarında çeşitli uygulamalarda kullanılmalarına yol açmaktadır. CoFe2 O4 -NP'lerin bazı toksik etkilere neden olduğu bildirilmiş olsa da böbrek üzerindeki etkileri hakkında ciddi bilgi eksikliği vardır. Bu çalışmada, CoFe2 O4 -NPs'lerinin NRK-52E böbrek hücreleri üzerine toksik etki potansiyellerinin araştırılması amaçlanmıştır. Gereç ve Yöntemler: Partikül karakterizasyonu ve hücresel alım transmisyon elektron mikroskopu, dinamik ışık saçılma tekniği ve indüktif eşleştirilmiş plazma-kütle spektrometrisi ile gerçekleştirildi. Sonra, sitotoksisite MTT ve nötral kırmızı alım testi, genotoksisite comet tekniği ve apoptotik potansiyel propidyum iyodürlü Annexin V-FITC apoptoz tayini ile değerlendirildi. Bulgular: CoFe2 O4 -NP'lere (39±17 nm) 100-1000 µg/mL arasında değişen konsantrasyonlarda 24 saat süre ile maruz bırakılan böbrek hücrelerinde hücre canlılığının etkilenmediği, ancak <=100 µg/mL'de önemli ölçüde DNA hasarı meydana geldiği gözlenmiştir. Maruz kalan hücrelerde apoptotik veya nekrotik etki gözlenmedi. Sonuç: Elde edilen sonuçlara göre, CoFe2 O4 -NP'ler çeşitli uygulamalarda güvenli kullanımı vaat etmektedir. Bununla birlikte, etki mekanizmalarının tam olarak anlaşılabilmesi için in vivo çalışmalara ihtiyaç vardır.