journal article·2020-05-20

Antiangiogenic Effect of Graphene Oxide in Primary Human Endothelial Cells

Giulia Cibecchini, Marina Veronesi, Tiziano Catelani, Tiziano Bandiera, Daniela Guarnieri, Pier Paolo Pompa

ACS Applied Materials & Interfaces· Volume 12· Issue 20
Publisher page

Abstract

In this work, we exploited an integrated approach combining systematic analysis of cytotoxicity, angiogenic potential, and metabolomics to shed light on the effects of graphene oxide (GO) on primary human endothelial Huvec cells. Contrary to the outcomes observed in immortalized cell lines able to internalize a similar amount of GO, significant toxicity was found in Huvec cells at high GO concentrations (25 and 50 μg/mL). In particular, we found that the steric hindrance of GO intracellular aggregates perturbed the correct assembly of cytoskeleton and distribution of mitochondria. This was found to be primarily associated with oxidative stress and impairment of cell migration, affecting the formation of capillary-like structures. In addition, preliminary metabolomics characterization demonstrated that GO affects the consumption of niacinamide, a precursor of energy carriers, and several amino acids involved in the regulation of angiogenesis. Our findings suggest that GO acts at different cellular levels, both directly and indirectly. More precisely, the combination of the physical hindrance of internalized GO aggregates, induction of oxidative stress, and alteration of some metabolic pathways leads to a significant antiangiogenic effect in primary human endothelial cells.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Graphene and Nanomaterials Applications · Nanoparticle-Based Drug Delivery · Advanced Nanomaterials in Catalysis

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Nanobiointeractions&Nanodiagnostics, Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), Via Morego 30, 16163 Genova, Italy

Department of Chemistry and Industrial Chemistry, University of Genova, Via Dodecaneso 31, 16146 Genova, Italy

D3-PharmaChemistry, Istituto Italiano di Tecnologia, Via Morego 30, 16163 Genova, Italy

Electron Microscopy Facility, Istituto Italiano di Tecnologia, Via Morego, 30, 16163 Genova, Italy

Piattaforma Interdipartimentale di Microscopia, Università Degli Studi di Milano-Bicocca, Piazza Della Scienza 2, Milano 20126, Italy

Dipartimento di Chimica e Biologia “A. Zambelli”, Università di Salerno, Via Giovanni Paolo II 132, 84084 Fisciano, Salerno, Italy

References (71)

Show source-provided references
1. 10.1152/ajplung.2000.279.3.l41910.1152/ajplung.2000.279.3.l419 ↗
2. 10.1016/j.cell.2011.08.03910.1016/j.cell.2011.08.039 ↗
3. 10.1038/nature1145810.1038/nature11458 ↗
4. 10.1021/ar300159f10.1021/ar300159f ↗
5. 10.1016/j.msec.2018.01.00410.1016/j.msec.2018.01.004 ↗
6. 10.1139/cjpp-2018-022510.1139/cjpp-2018-0225 ↗
7. 10.1021/acsnano.8b0475810.1021/acsnano.8b04758 ↗
8. 10.1002/adhm.20150015510.1002/adhm.201500155 ↗
9. 10.1016/j.biomaterials.2016.09.00510.1016/j.biomaterials.2016.09.005 ↗
10. 10.1016/j.carbon.2015.05.02410.1016/j.carbon.2015.05.024 ↗
11. 10.2147/ijn.s17030510.2147/ijn.s170305 ↗
12. 10.2147/ijn.s7759110.2147/ijn.s77591 ↗
13. 10.1016/j.addr.2016.08.00910.1016/j.addr.2016.08.009 ↗
14. 10.1074/jbc.m31164320010.1074/jbc.m311643200 ↗
15. 10.1002/jcb.2325710.1002/jcb.23257 ↗
16. 10.1007/s11051-013-2229-610.1007/s11051-013-2229-6 ↗
17. 10.1103/physrev.94.63010.1103/physrev.94.630 ↗
18. 10.1063/1.171629610.1063/1.1716296 ↗
19. 10.1016/j.biocel.2017.07.00210.1016/j.biocel.2017.07.002 ↗
20. 10.1021/ja055336t10.1021/ja055336t ↗
21. 10.1002/smll.20187011310.1002/smll.201870113 ↗
22. 10.1021/acsnano.6b0343810.1021/acsnano.6b03438 ↗
23. 10.1021/acs.nanolett.8b0248710.1021/acs.nanolett.8b02487 ↗
24. 10.1002/smll.20190014710.1002/smll.201900147 ↗
25. 10.1039/c2nr30407d10.1039/c2nr30407d ↗
26. 10.1016/j.toxlet.2010.11.01610.1016/j.toxlet.2010.11.016 ↗
27. 10.1016/j.carbon.2013.07.00510.1016/j.carbon.2013.07.005 ↗
28. 10.1039/c6nr00319b10.1039/c6nr00319b ↗
29. 10.1002/asia.20170081410.1002/asia.201700814 ↗
30. 10.1039/c4nr02008a10.1039/c4nr02008a ↗
31. 10.1021/acs.molpharmaceut.8b0107810.1021/acs.molpharmaceut.8b01078 ↗
32. 10.1016/j.jconrel.2010.01.03610.1016/j.jconrel.2010.01.036 ↗
33. 10.1021/acsnano.8b0161210.1021/acsnano.8b01612 ↗
34. 10.1039/c7nr02350b10.1039/c7nr02350b ↗
35. 10.1016/j.exger.2019.02.00210.1016/j.exger.2019.02.002 ↗
36. 10.1101/pdb.prot557110.1101/pdb.prot5571 ↗
37. 10.1016/j.apsusc.2010.12.13610.1016/j.apsusc.2010.12.136 ↗
38. 10.1021/ja905538210.1021/ja9055382 ↗
39. 10.1016/j.bios.2014.03.03910.1016/j.bios.2014.03.039 ↗
40. 10.1021/ac400946310.1021/ac4009463 ↗
41. 10.1007/s10456-013-9398-x10.1007/s10456-013-9398-x ↗
42. 10.1161/01.res.0000259593.07661.1e10.1161/01.res.0000259593.07661.1e ↗
43. 10.1152/physrev.00021.200710.1152/physrev.00021.2007 ↗
44. 10.1016/j.biomaterials.2013.11.02010.1016/j.biomaterials.2013.11.020 ↗
45. 10.1016/j.msec.2018.09.05110.1016/j.msec.2018.09.051 ↗
46. 10.1039/c2nr11958g10.1039/c2nr11958g ↗
47. 10.1002/adfm.20130420210.1002/adfm.201304202 ↗
48. 10.1126/science.109205310.1126/science.1092053 ↗
49. 10.1039/c8nr00897c10.1039/c8nr00897c ↗
50. 10.1021/acsomega.8b0165310.1021/acsomega.8b01653 ↗
51. 10.1126/science.281.5381.130910.1126/science.281.5381.1309 ↗
52. 10.1016/j.bbabio.2009.01.01910.1016/j.bbabio.2009.01.019 ↗
53. 10.1054/ceca.2000.016810.1054/ceca.2000.0168 ↗
54. 10.1016/j.redox.2015.09.00510.1016/j.redox.2015.09.005 ↗
55. 10.1242/jcs.0276210.1242/jcs.02762 ↗
56. 10.1073/pnas.77.2.99010.1073/pnas.77.2.990 ↗
57. 10.1016/j.bbamcr.2006.02.01410.1016/j.bbamcr.2006.02.014 ↗
58. 10.1007/s10930-016-9659-910.1007/s10930-016-9659-9 ↗
59. 10.1016/j.tcb.2017.10.01010.1016/j.tcb.2017.10.010 ↗
60. 10.1124/pr.116.01249210.1124/pr.116.012492 ↗
61. 10.1038/nprot.2007.37610.1038/nprot.2007.376 ↗
62. 10.1016/j.aca.2017.05.01110.1016/j.aca.2017.05.011 ↗
63. 10.3390/metabo907012310.3390/metabo9070123 ↗
64. 10.1089/ars.2017.721610.1089/ars.2017.7216 ↗
65. 10.1016/j.freeradbiomed.2009.12.02210.1016/j.freeradbiomed.2009.12.022 ↗
66. 10.1016/j.vph.2018.11.00110.1016/j.vph.2018.11.001 ↗
67. 10.1016/j.envpol.2018.12.04310.1016/j.envpol.2018.12.043 ↗
68. 10.15252/embj.20179643610.15252/embj.201796436 ↗
69. 10.1111/j.1476-5381.2009.00278.x10.1111/j.1476-5381.2009.00278.x ↗
70. 10.1016/s1567-5688(03)00034-510.1016/s1567-5688(03)00034-5 ↗
71. 10.1152/ajpendo.2001.280.1.e7510.1152/ajpendo.2001.280.1.e75 ↗