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Magnetic iodixanol – a novel contrast agent and its early characterization - 03/02/18

Étude préliminaire pour la caractérisation d'un nouvel agent de contraste potentiel : le conjugué iodixanol-nanoparticules magnétiques

Doi : 10.1016/j.jdmv.2017.11.002 
M.C. Arokiaraj a, , E. Menesson b, N. Feltin c
a Cardiology, Pondicherry Institute of Medical Sciences, 605001 Pondicherry, India 
b Tebu-Bio France, 39, rue de Houdan, 78610 Le Perray-en-Yvelines, France 
c Laboratoire national de métrologie et d’essais, 78197 Trappes cedex, France 

Corresponding author.

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Summary

Aims

Contrast-induced nephropathy is a commonly encountered problem in clinical practice. The purpose of the study was to design and develop a novel contrast agent, which could be used to prevent contrast-induced nephropathy in the future.

Methods

In total, 20–220nm magnetic nanoparticles were conjugated with iodixanol, and their radio-opacity and magnetic properties were assessed thereafter. Scanning electron microscopy pictures were acquired. Thereafter, the nanoparticles conjugate was tested in cell culture (HUVEC cells), and Quantibody® assay was studied after cell treatment in 1:5 dilutions for 48h, compared with control.

Results

The conjugate preparation had an adequate radio-opacity. A 4mm magnetic bubble was attached to a bar magnet and the properties were studied. The magnetic bubble maintained its structural integrity in all angles including antigravity position. Scanning electron microscopy showed magnetic nanoparticles in all pictures and the particles are of 100–400nm agglomerates with primary particle sizes of roughly 20nm. 1:5 diluted particles had no effect on secretion of IL-1a, IL-1b, IL-4, IL-10, IL-13 and TNFa. Particles increased secretion of IL-8 from 24h and 48h. Secretion of IFNg was also increased when particles were added to the cells as early as 1h. Likewise, IL-6 was strongly secreted by HUVEC treated with particles from 24h incubation time. In contrast, the secretion of MCP-1 was slightly reduced on HUVEC treated with particles.

Conclusion

There is potential for a novel iodixanol-magnetic nanoparticle conjugate to be used in cineradiography. Further investigations need to be performed to study its performance in vitro and in vivo.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Objectifs

La néphropathie induite par les produits de contraste est un problème fréquemment rencontré en pratique clinique. L’objectif de cette étude est de présenter un nouvel agent de contraste, le conjugué iodixanol-nanoparticules magnétiques, qui ne serait pas associé à cette complication iatrogène.

Méthodes

Des nanoparticules magnétiques de 20 à 220nm ont été conjuguées à de l’iodixanol. La radio-opacité du conjugué a été étudiée en comparaison à l’iodixanol seul. Des images de microscopie électronique à balayage ont été acquises. Le conjugué de nanoparticules a été étudié en culture cellulaire endothéliale. La sécrétion de cytokines inflammatoires a été mesurée par test ELISA à 1h, 24h et 48h dans la culture cellulaire traitée avec le conjugué à une dilution de 1/5, en comparaison à une culture cellulaire non traitée.

Résultats

Le conjugué de nanoparticules a présenté une radio-opacité adéquate et a maintenu son intégrité structurelle. La microscopie électronique à balayage a mis en évidence des agglomérats de nanoparticules magnétiques de 100 à 400nm avec des particules primaires d’environ 20nm. Le conjugué de nanoparticules dilué à 1/5 n’a pas eu d’effet sur la sécrétion d’IL-1a, d’IL-1b, d’IL-4, d’IL-10, d’IL-13 et de TNFa. La sécrétion d’IL-8 a augmenté à 24h et 48h. La sécrétion d’IFNγ a également augmenté lorsque le conjugué a été ajouté à la culture de cellules endothéliales dès 1h. De même, l’IL-6 a été fortement sécrétée par les cellules endothéliales traitées avec le conjugué de nanoparticules à partir de 24h d’incubation. En revanche, la sécrétion de MCP-1 par les cellules a été légèrement réduite.

Conclusion

Le conjugué iodixanol-nanoparticules pourrait potentiellement être utilisé en imagerie. Des études complémentaires sont nécessaires pour étudier ses propriétés in vitro et in vivo.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Magnetic nanoparticles conjugation, Iodixanol, Contrast-induced nephropathy, Quantibody® array

Mots clés : Conjugué de nanoparticules magnétiques, Iodixanol, Néphropathie induite par les produits de contraste


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