Repeated exposure of Caco-2 versus Caco-2/HT29-MTX intestinal cell models to (nano)silver in vitro: Comparison of two commercially available colloidal silver products
2021
Gillois, Kevin | Stoffels, Charlotte | Lévêque, Mathilde | Fourquaux, Isabelle | Blesson, Justine | Mils, Valérie | Cambier, Sébastien | Vignard, Julien | Terrisse, Hélène | Mirey, Gladys | Audinot, Jean-Nicolas | Theodorou, Vassilia | Ropers, Marie-Hélène | Robert, Hervé | Mercier-Bonin, Muriel | ToxAlim (ToxAlim) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE) | Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) | Neuro-Gastroentérologie & Nutrition (ToxAlim-NGN) ; ToxAlim (ToxAlim) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE) | Centre de Microscopie Électronique Appliquée à la Biologie (CMEAB) ; Toulouse Réseau Imagerie-Genotoul (TRI-Genotoul) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE) | Génotoxicité & Signalisation (ToxAlim-GS) ; ToxAlim (ToxAlim) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE) | Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN) ; Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST) ; Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN) ; Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | Unité de recherche sur les Biopolymères, Interactions Assemblages (BIA) ; Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE) | This work was supported by INRAE (TRANSFORM/MICA/AlimH inter-division 2018 call, NanoStress project) and INRAE (AlimH division)/Region Occitanie (France) through the doctoral grant of Kevin Gillois (2017-2020).The work of LIST was financed by the FluoGut project, INTER/ANR/18/12545362.
International audience
Show more [+] Less [-]English. Colloidal silver products are sold for a wide range of disinfectant and health applications. This has increased the potential for human exposure to silver nanoparticles (AgNPs) and ions (Ag+), for which oral ingestion is considered to be a major route of exposure. Our objective was to evaluate and compare the toxicity of two commercially available colloidal silver products on two human intestinal epithelial models under realistic exposure conditions.Mesosilver™ and AgC were characterized and a concentration range between 0.1 and 12 μg/mL chosen. Caco-2 cells vs co-culture of Caco-2 and mucus-secreting HT29-MTX cells (90/10) were used. Repeated exposure was carried out to determine cell viability over 18 days of cell differentiation in 24-well plates. Selected concentrations (0.1, 1, and 3 μg/mL) were tested on cells cultured in E-plates and Transwells with the same repeated exposure regimen, to determine cell impedance, and cell viability and trans-epithelial electrical resistance (TEER), respectively. Silver uptake, intracellular localisation, and translocation were determined by CytoViva™, HIM-SIMS, and ICP-MS. Genotoxicity was determined on acutely-exposed proliferating Caco-2 cells by γH2AX immunofluorescence staining.Repeated exposure of a given concentration of AgC, which is composed solely of ionic silver, generally exerted more toxic effects on Caco-2 cells than Mesosilver™, which contains a mix of AgNPs and ionic silver. Due to its patchy structure, the presence of mucus in the Caco-2/HT29-MTX co-culture only slightly mitigated the deleterious effects on cell viability. Increased genotoxicity was observed for AgC on proliferating Caco-2 cells. Silver uptake, intracellular localisation, and translocation were similar.In conclusion, Mesosilver™ and AgC colloidal silver products show different levels of gut toxicity due to the forms of distinct silver (AgNPs and/or Ag+) contained within. This study highlights the applicability of high-resolution (chemical) imaging to detect and localize silver and provides insights into its uptake mechanisms, intracellular fate and cellular effects.
Show more [+] Less [-]AGROVOC Keywords
Bibliographic information
This bibliographic record has been provided by Institut national de la recherche agronomique
