Influence of chitosan coating on magnetic nanoparticles in endothelial cells and acute tissue biodistribution

Chitosan coating on magnetic nanoparticles (MNPs) was studied on biological systems as a first step toward the application in the biomedical field as drug-targeted nanosystems. Composition of MNPs consists of magnetite functionalized with oleic acid and coated with the biopolymer chitosan or glutaraldehyde-crosslinked chitosan. The influence of the biopolymeric coating has been evaluated by in vitro and in vivo assays on the effects of these MNPs on rat aortic endothelial cells (ECs) viability and on the random tissue distribution in mice. Results were correlated with the physicochemical properties of the nanoparticles. Nitric oxide (NO) production by ECs was determined, considering that endothelial NO represents one of the major markers of ECs function. Cell viability was studied by MTT assay. Different doses of the MNPs (1, 10 and 100 μg/mL) were assayed, revealing that MNPs coated with non-cross-linked chitosan for 6 and 24 h did not affect neither NO production nor cell viability. However, a significant decrease in cell viability was observed after 36 h treatment with the highest dose of this nanocarrier. It was also revealed that the presence and dose of glutaraldehyde in the MNPs structureimpact on the cytotoxicity. The study of the acute tissue distribution was performed acutely in mice after 24 h of an intraperitoneal injection of the MNPs and sub acutely, after 28 days of weekly administration. Both formulations greatly avoided the initial clearance by the reticuloendothelial system (RES) in liver. Biological properties found for N1 and N2 in the performed assays reveal that chitosan coating improves biocompatibility of MNPs turning these magnetic nanosystems as promising devices for targeted drug delivery. Fil: Agotegaray, Mariela Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentina Fil: Campelo, Adrián Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur; Argentina Fil: Zysler, Roberto Daniel. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Física de Metales; Argentina Fil: Gumilar, Fernanda Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur; Argentina Fil: Bras, Cristina Liliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur; Argentina Fil: Minetti, Silvia Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur; Argentina Fil: Massheimer, Virginia Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Ciencias Biológicas y Biomédicas del Sur; Argentina Fil: Lassalle, Verónica Leticia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentina