Comparison of silver nanoparticles and AgNO3 toxic effects on Caenorhabditis elegans with a genetic disorder of copper metabolism

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Silver nanoparticles are widely used in various types of industry, but their safety for humans has not been strictly proven. The experimental data currently available on the comparison of the toxic effect of silver nanoparticles and AgNO3 are contradictory and the question of the priority use of silver nanoparticles remains open, especially for organisms with impaired copper metabolism.

AIM: The main aim of this study is to compare the effects of silver nanoparticles and AgNO3 on the nematode with normal and impaired copper metabolism and draw conclusions about their toxicity.

MATERIALS AND METHODS: In this work, we determined the sublethal concentration (LC50) of AgNPs and AgNO3 for H828Q nematode strain. Using the results obtained, we performed the development assay, thrashing assay and lifespan analysis of the animals.

RESULTS: It has been shown that LC50 of silver nanoparticles is lower than the one for AgNO3. Caenorhabditis elegans with impaired copper metabolism treated with silver nanoparticles have a statistically significant reduction in development, level of mobility and lifespan, comparing to animals treated with AgNO3.

CONCLUSIONS: The results obtained allow us to conclude that the toxic effect of silver nanoparticles on C. elegans with a genetic defect in copper metabolism is higher comparing to ionic silver.

About the authors

Polina D. Samuseva

Institute of Experimental Medicine; Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University; ITMO University

Author for correspondence.
Email: samusevap@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0000-5414-143X
SPIN-code: 1768-5636
ResearcherId: JMC-5820-2023

Junior Researcher, Department of Molecular Genetics; Graduate Student; Engineer at the Research Center for Advanced Functional Materials and Laser Communication Systems

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg; Saint Petersburg

Anna D. Tschukina

Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University; ITMO University

Email: tshukina.ad@edu.spbstu.ru
ORCID iD: 0009-0005-2658-7844

Graduate Student; Engineer at the Research Center for Advanced Functional Materials and Laser Communication Systems

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Sofia A. Baikina

Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University

Email: baikina.sofiy@gmail.com
ORCID iD: 0009-0000-4523-0916

Undergraduate Student

Russian Federation, Saint Petersburg

Alexandra A. Mekhova

Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University

Email: alex.mekhova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0660-9031
SPIN-code: 6039-0497

Postgraduate Student

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Skomorokhova EA, Sankova TP, Orlov IA, et al. Size-dependent bioactivity of silver nanoparticles: antibacterial properties, influence on copper status in mice, and whole-body turnover. Nanotechnol Sci Appl. 2020;13:137–157. doi: 10.2147/NSA.S287658
  2. Tsang T, Davis CI, Brady DC. Copper biology. Curr Biol. 2021;31(9):R421–R427. doi: 10.1016/j.cub.2021.03.054
  3. Parisi S, Polishchuk EV, Allocca S, et al. Characterization of the most frequent ATP7B mutation causing Wilson disease in hepatocytes from patient induced pluripotent stem cells. Sci Rep. 2018;8(1):6247. doi: 10.1038/s41598-018-24717-0
  4. Poznański J, Sołdacki D, Czarkowska-Pączek B, et al. Cirrhotic liver of liver transplant recipients accumulate silver and co-accumulate copper. Int J Mol Sci. 2021;22(4):1782. doi: 10.3390/ijms22041782
  5. Polishchuk EV, Merolla A, Lichtmannegger J, et al. Activation of autophagy, observed in liver tissues from patients with wilson disease and from atp7b-deficient animals, protects hepatocytes from copper-induced apoptosis. Gastroenterology. 2019;156(4):1173–1189.e5. doi: 10.1053/j.gastro.2018.11.032

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Determination of silver nanoparticles and AgNO3 sublethal concentrations (LC50) for H828Q strain. *** p < 0,001, Pearson chi-square test, ns — statistically not significant

Download (71KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Development of H828Q strain treated with silver nanoparticles or AgNO3. *** p < 0,001, multiple t-tests, Holm–Sidak post hoc test

Download (81KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Silver nanoparticles and AgNO3 effect on H828Q strain mobility. **** p < 0.0001, multiple t-tests, Holm–Sidak post hoc test

Download (76KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Survival curves for Caenorhabditis elegans H828Q (a) and N2 (b) strains treated with silver nanoparticles and AgNO3. ** p < 0,01, *** p < 0,001, Mantel–Cox test

Download (188KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».