Transient modulation of acetylcholinesterase activity caused by exposure to dextran-coated iron oxide nanoparticles in brain of adult zebrafish.
Superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) are of great interest in nanomedicine due to their capability to act simultaneously as a contrast agent and as a targeted drug delivery system. At present, one of the biggest concerns about the use of SPIONs remains around its toxicity and, for this reason, it is important to establish the safe upper limit for each use. In the present study, SPION coated with cross-linked aminated dextran (CLIO-NH₂) were synthesized and their toxicity to zebrafish brain was investigated. We have evaluated the effect of different CLIO-NH₂ doses (20, 50, 100, 140 and 200 mg/kg) as a function of time after exposure (one, 16, 24 and 48 h) on AChE activity and ache expression in zebrafish brain. The animals exposed to 200 mg/kg and tested 24 h after administration of the nanoparticles have shown decreased AChE activity, reduction in the exploratory performance, significantly higher level of ferric iron in the brains and induction of casp8, casp 9 and jun genes. Taken together, these findings suggest acute brain toxicity by the inhibition of acetylcholinesterase and induction of apoptosis.
Laboratório de Biologia Genômica e Molecular, Faculdade de Biociências, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Avenida Ipiranga, 6681, 90619-900 Porto Alegre, RS, Brazil.
Giovanna Medeiros Tavares
GM
de Oliveira
Laboratório de Biologia Genômica e Molecular, Faculdade de Biociências, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Avenida Ipiranga, 6681, 90619-900 Porto Alegre, RS, Brazil; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Translacional em Medicina (INCT-TM), Porto Alegre, RS, Brazil.
Luiza Wilges
LW
Kist
Laboratório de Biologia Genômica e Molecular, Faculdade de Biociências, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Avenida Ipiranga, 6681, 90619-900 Porto Alegre, RS, Brazil.
Talita Carneiro Brandão
TC
Pereira
Laboratório de Neuroquímica e Psicofarmacologia, Faculdade de Biociências, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Avenida Ipiranga, 6681, 90619-900 Porto Alegre, RS, Brazil.
Josiane Woutheres
JW
Bortolotto
Laboratório de Síntese de Materiais Nanoestruturados, Faculdade de Física, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Avenida Ipiranga, 6681, 90619-900 Porto Alegre, RS, Brazil.
Francisco Lima
FL
Paquete
Laboratório de Síntese de Materiais Nanoestruturados, Faculdade de Física, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Avenida Ipiranga, 6681, 90619-900 Porto Alegre, RS, Brazil.
Elisa Magno Nunes
EM
de Oliveira
Instituto de Toxicologia e Farmacologia, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Avenida Ipiranga, 6681, 90619-900 Porto Alegre, RS, Brazil.
Carlos Eduardo
CE
Leite
Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Translacional em Medicina (INCT-TM), Porto Alegre, RS, Brazil; Laboratório de Neuroquímica e Psicofarmacologia, Faculdade de Biociências, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Avenida Ipiranga, 6681, 90619-900 Porto Alegre, RS, Brazil.
Carla Denise
CD
Bonan
Laboratório de Síntese de Materiais Nanoestruturados, Faculdade de Física, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Avenida Ipiranga, 6681, 90619-900 Porto Alegre, RS, Brazil.
Nara Regina
NR
de Souza Basso
Laboratório de Síntese de Materiais Nanoestruturados, Faculdade de Física, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Avenida Ipiranga, 6681, 90619-900 Porto Alegre, RS, Brazil.
Ricardo Meurer
RM
Papaleo
Laboratório de Biologia Genômica e Molecular, Faculdade de Biociências, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Avenida Ipiranga, 6681, 90619-900 Porto Alegre, RS, Brazil; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Translacional em Medicina (INCT-TM), Porto Alegre, RS, Brazil; Instituto de Toxicologia e Farmacologia, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Avenida Ipiranga, 6681, 90619-900 Porto Alegre, RS, Brazil. Electronic address: mbogo@pucrs.br.
Maurício Reis
MR
Bogo
D000110:Acetylcholinesterase / Q000378:metabolism*; D000818:Animals; D001522:Behavior, Animal / Q000187:drug effects; D001921:Brain / Q000187:drug effects* / Q000201:enzymology*; D003911:Dextrans / Q000008:administration & dosage / Q000494:pharmacology*; D004305:Dose-Response Relationship, Drug; D007274:Injections, Intraperitoneal; D007501:Iron / Q000032:analysis / Q000378:metabolism; D058185:Magnetite Nanoparticles / Q000008:administration & dosage; D053758:Nanoparticles; D010316:Particle Size; D015027:Zebrafish
D003911:Dextrans; D058185:Magnetite Nanoparticles; D007501:Iron; D000110:Acetylcholinesterase; C065507:ferumoxides
AChE; Apoptosis; CLIO-NH(2); Neurotoxicity; SPIONs; Zebrafish