マルチモーダルセルロースナノ結晶とリグニンナノ粒子の系統的な生体適合性研究

ナノ結晶セルロース（CNC）およびリグニンを含む天然バイオポリマーナノ粒子（NP）は、幅広い可用性、費用効率の高い準備、および予想される生体適合性により、標的薬物送達システムの足場としての可能性を示しています。CNCとリグニンの両方が、放出された光を散乱させてアッセイ試薬を吸収する能力のために、細胞生存可能性アッセイの合併症を潜在的に引き起こす可能性があるため、生物発光（Celltiter-Glo®）、Colorimetric（MTT®およびAlamarblue®）の反応を調査しました。マウスRAW 264.7マクロファージおよび4T1乳房腺癌細胞株のマルチモーダルCNCおよびリグニンコンストラクトの生体適合性を決定するための蛍光（Live/Dead®）アッセイ。ここでは、核核の生体内生物分布の調査のために、放射線キレーター1,4,4,7,10-テトラザシクロドデカン-4,7,10-テトラザシクロデカン-1,4,7,10-テトラ酢酸と蛍光色素シアン5を抱えるマルチモーダルCNCおよびリグニンNPを開発しました。そして、光学イメージングは、細胞生存率アッセイ比較でモデルCNCおよびリグニンナノシステムとして使用されました。Celltiter-Glo®生存可能な細胞でのATP依存性発光の検出に基づいて、NP濃度の増加とNPタイプのいずれかからの干渉の欠如に対する堅牢な線形応答のために、両方のナノ構造の最良のアッセイであることが明らかになりました。マルチモーダルCNCとリグニンNPの両方が、細胞毒性が低く、細胞株との好ましい相互作用を示し、乳がんやセラノシス症の応用のためのナノシステム開発の良い候補であることを示唆しています。我々の結果は、CNCとリグニンNPの細胞生存率アッセイの互換性のための有用なガイダンスを提供し、in vivoアプリケーションの材料の将来の翻訳を促進します。

Natural biopolymer nanoparticles (NPs), including nanocrystalline cellulose (CNC) and lignin, have shown potential as scaffolds for targeted drug delivery systems due to their wide availability, cost-efficient preparation, and anticipated biocompatibility. As both CNC and lignin can potentially cause complications in cell viability assays because of their ability to scatter the emitted light and absorb the assay reagents, we investigated the response of bioluminescent (CellTiter-Glo®), colorimetric (MTT® and AlamarBlue®), and fluorometric (LIVE/DEAD®) assays for the determination of the biocompatibility of the multimodal CNC and lignin constructs in murine RAW 264.7 macrophages and 4T1 breast adenocarcinoma cell lines. Here, we have developed multimodal CNC and lignin NPs harboring the radiometal chelator 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid and the fluorescent dye cyanine 5 for the investigation of nanomaterial biodistribution in vivo with nuclear and optical imaging, which were then used as the model CNC and lignin nanosystems in the cell viability assay comparison. CellTiter-Glo® based on the detection of ATP-dependent luminescence in viable cells revealed to be the best assay for both nanoconstructs for its robust linear response to increasing NP concentration and lack of interference from either of the NP types. Both multimodal CNC and lignin NPs displayed low cytotoxicity and favorable interactions with the cell lines, suggesting that they are good candidates for nanosystem development for targeted drug delivery in breast cancer and for theranostic applications. Our results provide useful guidance for cell viability assay compatibility for CNC and lignin NPs and facilitate the future translation of the materials for in vivo applications.