| dc.contributor.advisor | Heutelbeck, Astrid Prof. Dr. | |
| dc.contributor.author | Hoberg, Nora | |
| dc.date.accessioned | 2024-10-04T09:12:53Z | |
| dc.date.available | 2024-11-05T00:50:18Z | |
| dc.date.issued | 2024-10-04 | |
| dc.identifier.uri | http://resolver.sub.uni-goettingen.de/purl?ediss-11858/15518 | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-10740 | |
| dc.format.extent | 100 | de |
| dc.language.iso | deu | de |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | |
| dc.subject.ddc | 610 | de |
| dc.title | In-vitro-Untersuchung der Zytotoxizität der synthetischen Nanomaterialien Kohlenstoffnanohörner und CdSe/CdS Nanostäbchen | de |
| dc.type | doctoralThesis | de |
| dc.contributor.referee | Heutelbeck, Astrid Prof. Dr. | |
| dc.date.examination | 2024-10-08 | de |
| dc.description.abstractger | Mit steigender Produktionsvielfalt und -menge von synthetischen Nanopartikeln steigt die Möglichkeit, diese u. a. als freie und luftgetragene Schadstoffe inhalativ aufzunehmen. Diese Arbeit untersuchte Auswirkungen von synthetischen Nanomaterialien (CNH A, CNH B und CdSe/CdS NaSt) auf die menschliche Lungentumorzelllinien NCI H322 als Bronchialepithelzellen und A 549 als Alveolarepithelzellen mit der Absicht, weitere Beiträge zum komplexen Risikoprofil dieser Stoffe zu liefern. Anhand des Neutralrottests, der eine Unversehrtheit der lysosomalen Membran und der Zellmembran untersucht, und des WST 1-Tests, der eine enzymatisch-intakte mitochondriale Atmungskette prüft, wurde die Zytotoxizität begutachtet.
Ein Kernresultat dieser Arbeit ist, dass alle hier getesteten synthetischen Nanomaterialien eine konzentrationsabhängige Hemmung der mitochondrialen Aktivität beider Zelllinien bewirken. Hierbei haben die Alveolarepithelzellen besonders empfindlich auf eine Exposition mit den Nanopartikeln reagiert. Eine geringe Größe scheint dabei nicht allein ausschlaggebend für eine Zunahme der Hemmung zu sein. So wirkte in der mitochondrialen Aktivität die größere CNH B-Fraktion zelllinienbedingt stärker zytotoxisch als die kleinere CNH A-Fraktion. Für beide CNH-Größenfraktionen wurden effektive Konzentrationen in den Zelllinien ermittelt; Bronchialepithelzellen: EC50(CNH-A) = 995,65 µg/mL, EC50(CNH-B) = 932,50 µg/mL und Alveolarepithelzellen: EC50(CNH-A) = 671,06 µg/mL, EC50(CNH-B) = 501,65 µg/mL.
Die CdSe/CdS-NaSt, das kleinste in dieser Arbeit untersuchte synthetische Nanomaterial, wirkten am stärksten zytotoxisch. Die Zytotoxizitätstests zeigten bei der Zellvitalität in Alveolarepithelzellen und bei der mitochondrialen Aktivität in beiden Zelllinien konzentrationsabhängige Hemmungen der CdSe/CdS NaSt größer als 100 µg/mL. Die niedrigste effektive Konzentration dieser Arbeit von 341,33 µg/mL, die eine 50%-ige Hemmung und somit den stärksten Grad der Hemmung bewirkt, konnte durch CdSe/CdS NaSt im Zytotoxizitätstest zur mitochondrialen Aktivität in Alveolarepithelzellen ermittelt werden.
Insgesamt zeigen Alveolarepithelzellen stärkere Hemmungen im Vergleich zu Bronchialepithelzellen bedingt durch eine Exposition mit den CdSe/CdS NaSt als durch die Exposition mit den beiden CNH-Fraktionen, wobei Größenunterschiede innerhalb derselben Stoffklasse der CNH zu verzeichnen sind. Auf Grund dieser Ergebnislage beider Zytotoxizitätstests sind Bronchialepithelzellen robuster als Alveolarepithelzellen. Dies wird besonders deutlich anhand des Zytotoxizitätstest zur mitochondrialen Aktivität. Zusammenfassend konnte festgestellt werden, dass beide Zelllinien in Folge der Exposition mit den synthetischen Nanomaterialien geringere Hemmungen in ihrer durch den Neutralrottest ermittelten Zellvitalität zeigten, als die im WST-1-Test ermittelte mitochondriale Aktivität ergab. Die mitochondriale Aktivität liefert einen empfindlicheren Marker zur Feststellung einer konzentrationsabhängigen Zytotoxizität. | de |
| dc.description.abstracteng | As the variety and quantity of synthetic nanoparticles produced increases, so does the potential for inhalation uptake, including as free and airborne pollutants. This work investigated effects of synthetic nanomaterials (CNH A, CNH B and CdSe/CdS NaSt) on the human lung tumor cell lines NCI H322 as bronchial epithelial cells and A 549 as alveolar epithelial cells with the intention to provide further contributions to the complex risk profile of these substances. Cytotoxicity was assessed using the neutral red test, which examines the integrity of the lysosomal membrane and the cell membrane, and the WST 1 test, which examines an enzymatically intact mitochondrial respiratory chain.
A key result of this work is that all synthetic nanomaterials tested here cause a concentration-dependent inhibition of the mitochondrial activity of both cell lines. The alveolar epithelial cells reacted particularly sensitively to exposure to the nanoparticles. A small size does not appear to be the only decisive factor for an increase in inhibition. For example, the larger CNH B fraction had a stronger cytotoxic effect on mitochondrial activity than the smaller CNH A fraction. Effective concentrations were determined in the cell lines for both CNH size fractions; bronchial epithelial cells: EC50(CNH-A) = 995.65 µg/mL, EC50(CNH-B) = 932.50 µg/mL and alveolar epithelial cells: EC50(CNH-A) = 671.06 µg/mL, EC50(CNH-B) = 501.65 µg/mL.
The CdSe/CdS-NaSt, the smallest synthetic nanomaterial investigated in this work, had the strongest cytotoxic effect. The cytotoxicity tests showed concentration-dependent inhibition of CdSe/CdS NaSt greater than 100 µg/mL on cell viability in alveolar epithelial cells and mitochondrial activity in both cell lines. The lowest effective concentration of this work of 341.33 µg/mL, which causes a 50% inhibition and thus the strongest degree of inhibition, could be determined by CdSe/CdS NaSt in the cytotoxicity test for mitochondrial activity in alveolar epithelial cells.
Overall, alveolar epithelial cells show stronger inhibition compared to bronchial epithelial cells due to exposure to the CdSe/CdS NaSt than due to exposure to the two CNH fractions, with differences in size within the same CNH substance class. Based on the results of both cytotoxicity tests, bronchial epithelial cells are more robust than alveolar epithelial cells. This is particularly evident in the cytotoxicity test for mitochondrial activity. In summary, it was found that both cell lines showed less inhibition in their cell viability determined by the neutral red test as a result of exposure to the synthetic nanomaterials than the mitochondrial activity determined in the WST-1 test. Mitochondrial activity provides a more sensitive marker for detecting concentration-dependent cytotoxicity. | de |
| dc.contributor.coReferee | Zieseniß, Anke PD Dr. | |
| dc.subject.eng | cytotoxicity | de |
| dc.subject.eng | nanomaterial | de |
| dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-ediss-15518-9 | |
| dc.affiliation.institute | Medizinische Fakultät | de |
| dc.subject.gokfull | Medizin (PPN619874732) | de |
| dc.description.embargoed | 2024-11-05 | de |
| dc.identifier.ppn | 1907564993 | |
| dc.notes.confirmationsent | Confirmation sent 2024-10-04T09:15:01 | de |