Evaluation of umbilical cord mesenchymal stem cells labeling with superparamagnetic iron oxide nanoparticles coated with dextran and complexed with Poly-L-Lysine / Avaliação da marcação de células-tronco mesenquimais de cordão umbilical com nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro recobertas com Dextran e complexadas a Poli-L-Lisina

Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da marcação de células-tronco mesenquimais obtidas da parede da veia do cordão umbilical com nanopartículas de óxido de ferro superparamagnéticas recobertas com dextran e complexadas a um agente transfector não viral denominado de Poli-L-Lisina. Métodos: A marcação das células-tronco mesenquimais foi realizada utilizando as nanopartículas de óxido de ferro superparamagnéticas recobertas com dextran complexadas e não complexadas a Poli-L-Lisina. As nanopartículas de óxido de ferro superparamagnéticas recobertas com dextran foram incubadas com o Poli-L-Lisina em um sonicador ultrassonico a 37ºC por 10 minutos, para a formação do complexo através de interação eletrostática. Em seguida, as células-tronco mesenquimais foram incubadas overnight com as nanopartículas de óxido de ferro superparamagnéticas complexadas e não com Poli-L-Lisina. Após o período de incubação as células-tronco mesenquimais foram avaliadas quanto à internalização do complexo nanopartícula de óxido de ferro superparamagnéticas /dextran/Poli-L-Lisina e nanopartícula de óxido de ferro superparamagnéticas /dextran através de ensaio citoquímico com azul de prússia. A viabilidade celular das célulastronco mesenquimais marcadas foi avaliada através do ensaio de proliferação celular utilizando o método de 5,6-carboxy-fluoresceinsuccinimidyl-ester e de morte celular através do método de anexinaiodeto de propídeo, ambos utilizando o recurso de citometria de fluxo. Resultados: Observamos nos ensaios citoquímicos que as célulastronco mesenquimais que foram marcadas com as nanopartícula de óxido de ferro superparamagnéticas /dextran sem a Poli-L-Lisina, não internalizaram com eficiência as nanopartículas devido pouca detecção de sua presença no interior das células. As células-tronco mesenquimais marcadas com o complexo nanopartícula de óxido de ferro superparamagnéticas /dextran/Poli-L-Lisina internalizaram com eficiência as nanopartículas devido à maior presença destas no interior das células. Os ensaios de viabilidade e morte celular demonstraram respectivamente que as células-tronco mesenquimais marcadas com as nanopartícula de óxido de ferro superparamagnéticas /dextran/Poli-L-Lisina continuam proliferando ao longo de sete dias e a porcentagem de células em apoptose inicial e tardia é baixa em relação à porcentagem de células vivas ao longo de três dias. Conclusão: Evidenciamos através de nossos resultados a necessidade da utilização da Poli-L-Lisina complexada com a nanopartícula de óxido de ferro superparamagnéticas /dextran para melhor internalização nas célulastronco mesenquimais. Paralelamente, demonstramos que este tipo de marcação não é citotóxico para as células-tronco mesenquimais já que os testes de morte e viabilidade celular mostraram que as células continuam vivas e proliferando.

Intracellular labeling and quantification process by magnetic resonance imaging using iron oxide magnetic nanoparticles in rat C6 glioma cell line / Marcação intracelular e processo de quantificação por imagem por ressonância magnética utilizando nanopartículas magnéticas de óxido de ferro em células da linhagem C6 de glioma de rato

Objective: To assess intracellular labeling and quantification by magnetic resonance imaging using iron oxide magnetic nanoparticles coated with biocompatible materials in rat C6 glioma cells in vitro. These methods will provide direction for future trials of tumor induction in vivo as well as possible magnetic hyperthermia applications. Methods: Aminosilane, dextran, polyvinyl alcohol, and starch-coated magnetic nanoparticles were used in the qualitative assessment of C6 cell labeling via light microscopy. The influence of the transfection agent poly-L-lysine on cellular uptake was examined. The quantification process was performed by relaxometry analysis in T1 and T2weighted phantom images. Results: Light microscopy revealed that the aminosilane-coated magnetic nanoparticles alone or complexed with poly-L-lysine showed higher cellular uptake than did the uncoated magnetic particles. The relaxivities of the aminosilane-coated magnetic nanoparticles with a hydrodynamic diameter of 50nm to a 3-T were r1=(6.1±0.3)×10-5 ms-1mL/mug, r2=(5.3±0.1)× 10-4 ms-1mL/mug, with a ratio of r2 / r1 approximately equal to 9. The iron uptake in the cells was calculated by analyzing the relaxation rates (R1 and R2) using a mathematical relationship. Conclusions: C6 glioma cells have a high uptake efficiency for aminosilane-coated magnetic nanoparticles complexed with the transfection agent poly-L-lysine. The large ratio r2 / r1 approximately equal to 9 indicates that these magnetic nanoparticles are ideal for quantification by magnetic resonance imaging with T2-weighted imaging techniques.

Objetivo: Avaliar a marcação intracelular e o processo de quantificação por imagem por ressonância magnética usando nanopartículas magnéticas à base de óxido de ferro recobertas com materiais biocompatíveis em células da linhagem de glioma de rato C6 em experimentos in vitro. Esses métodos visam orientar ensaios futuros de indução de tumor in vivo, bem como possíveis aplicações da técnica de magneto-hipertermia. Métodos: Na avaliação qualitativa da marcação de células C6, realizada mediante microscopia óptica comum, foram utilizadas nanopartículas magnéticas recobertas com aminosilana, dextrana, álcool polivinílico e amido. A influência do agente de transfecção poly-L-lisine na captação celular foi analisada. O processo de quantificação foi realizado mediante a análise de relaxometria em imagens ponderadas em T1 e T2 do phantom. Resultados: A avaliação por microscopia óptica comum mostrou que nanopartículas magnéticas recobertas com aminosilana complexadas e não complexadas com poly-L-lisine apresentam melhor captação pelas células. As relaxatividades de nanopartículas magnéticas recobertas com aminosilana com diâmetro hidrodinâmico de 50nm para um campo de 3T foram: r1=(6,1±0,3)×10-5ms-1mL/mig, r2=(5,3±0,1)×10-4ms-1mL/mig; com uma razão de r2 / r1 aproximadamente igual a 9. O ferro captado pelas células foi calculado pela análise das taxas de relaxação (R1 e R2) mediante relação matemática. Conclusões: Linhagem de células C6 marcadas com nanopartículas magnéticas revestidas com aminosilana e complexadas com o agente de transfecção poly-L-lisine tem uma alta eficiência de captação das nanopartículas magnéticas. A grande razão r2 / r1 aproximadamente igual a 9 determina que essas nanopartículas magnéticas sejam ideais para estudar o processo de quantificação por imagem por ressonância magnética com técnicas de imagem ponderadas em T2.