Dynamics of nanoparticles transport through cellular barriers relevant for toxicology and drug delivery systems

Project title: Dynamics of nanoparticles transport through cellular barriers relevant for toxicology and drug delivery systems

Project director: Assoc. Prof. Miruna-Silvia Stan

University of Bucharest/Faculty of Biology/Dep. of Biochemistry and Molecular Biology

Tel: +40761976161

E-mail: miruna.stan@bio.unibuc.ro


Summary: As the full understanding of the mechanism of nanoparticles (NPs) transport across the biological barriers has not yet been achieved, re-evaluation of the in vitro models used to analyze the transport in correlation with the NPs characteristics is mandatory. The present project aims to perform a complex analysis of the biological effects and transport mechanism of NPs with different characteristics (chemical structures, sizes, surfaces) through several important biological barriers (skin, lung, intestinal and blood-brain barriers). The results will generate robust computational 3D models for predicting the behavior, performance and toxicity of NPs in vivo, and also for designing nano-devices with improved efficiency in this “online” era. Using commercially available in vitro barriers or cell culture models developed by the team members based on their expertise, the effects triggered during exposure to NPs will be analyzed. The implementation of the specific objectives will bring multiple elements of originality and innovation in the field of cell culture models, nanotoxicology, nanomedicine and bioinformatics, in which the project leader and team members have significant and representative scientific achievements. This project has an important social and economic impact, with applicable directions in drug delivery purposes, diagnostic imaging or other biomedical applications.


Funding agency: UEFISCDI

Contract number: 81TE/2022

Project code: PN-III-P1-1.1-TE-2021-1375

Project acronym:  TRANS-NANO-BIO

Project duration: 24 months (12.05.2022 – 11.05.2024)

Total funding: 450000 RON

Project members: Conf. Dr. Miruna-Silvia STAN (project leader)

                               Conf. Dr. Maria MERNEA (postdoctoral researcher)

                               Lect. Dr. Sorina VOICU (postdoctoral researcher)

                               Dr. Cristina VOINEA (postdoctoral researcher)

                               Drd. Mirela SERBAN (PhD student)

                               Drd. Bogdan MIU (PhD student)

Project objective: The main objective of this research project is represented by the study of nanoparticles transport and toxicity across biological barriers using innovative, mechanistic-based strategies, that are of primary interest for nanotoxicology and for designing highly biocompatible and efficient next-generation therapy nano-devices.

Expected results for this project

– validation of currently available in vitro models to study the nanoparticles biological effects and transport,

– obtaining insights regarding the mechanism of nanoparticles translocation, and the correlation with their physicochemical characteristics,

– generation of predictive models for in vivo biological effects and performance of nanoparticles delivery systems,

– scientific peer-reviewed publications and results’ presentation as posters and talks at international conferences.

Results of Phase I – 2022

– poster at international conferences

  • Voicu S.N., Voinea I.C., Stan M.S. “Assessment of the in vitro toxicity induced by rare earth-doped phosphor nanoparticles on human lung fibroblast cells”, NanoBioMat2022 winter edition, 24-26 November 2022, Online.
  • Stan M.S., Voinea I.C., Voicu S.N. “In vitro evaluation of rare earth-doped phosphor nanoparticles to assess their anti-tumoral efficiency on lung cancer cells”, The 8st International Electronic Conference on Medicinal Chemistry, 1–30 November 2022. https://doi.org/10.3390/ECMC2022-13312

– research article published in ISI journal (Q1)

  • Florea DA, Grumezescu V, Bîrcă AC, Vasile BȘ, Iosif A, Chircov C, Stan MS, Grumezescu AM, Andronescu E, Chifiriuc MC. Bioactive hydroxyapatite-magnesium phosphate coatings deposited by MAPLE for preventing infection and promoting orthopedic implants osteointegration. Materials 2022; 15(20), 7337. https://doi.org/10.3390/ma15207337

– review paper published in ISI journal (Q2)

– participation at practical course

  • EMBO Practical Course “Current methods in cell biology”, Heidelberg, Germany, 4 – 13 September 2022.

The summary of the results obtained

Results of Phase II – 2023:

– posters at international conferences

  • Voicu S., Voinea I.C., Niculescu A., Mihaescu D., Grumezescu A., Stan M. “Characterizing the biological behavior of Fe3O4 nanoparticles conjugated with acridine orange using in vitro co-culture systems relevant to skin, lung and gut barrier models”, in Proceedings of the 4th International Electronic Conference on Applied Sciences, 27 October–10 November 2023, MDPI: Basel, Switzerland, Online. https://sciforum.net/paper/view/15411
  • Adeniyi, B., Pieraccini, L., Cirstea, G., Vilcoci, S., Mernea, M., Stan M. “Evaluation of the anti-cancer activity of Goji leaves extracts against HT-29-MTX colon cancer cell line”, in Proceedings of the 4th International Electronic Conference on Foods, 15–30 October 2023, MDPI: Basel, Switzerland, Online. https://sciforum.net/paper/view/15016
  • Dula A.G., Stan M.S. “Fluorescent PLGA nanoparticles: in vitro toxicity study using a co-culture of human keratinocytes and dermal fibroblasts”, NanoInnovation2023, 18-22 September 2023, Rome, Italy.
  • Voicu S.N., Voinea I.C., Gosee C., Carteret C., Callewaert M., Moreau J., Chuburu F., Stan M.S. “Biocompatibility evaluation of chitosan fluorescent nanohydrogels using human EpiDermTM 3D model”. Toxicology Letters 384S1 (2023) S73-S300, p. S120-121. The 57th Congress of the European Societies of Toxicology (EUROTOX 2023), Ljubljana, Slovenia, 10 –13 September 2023.
  • Voinea I.C., Voicu S.N., Mernea M., Miu B.A., Serban M.V., Stan M.S. “Prediction of respiratory toxicity induced by P25 Degussa nanoparticles using human EpiAirway™ 3D model”. Toxicology Letters 384S1 (2023) S73-S300, p. S172. The 57th Congress of the European Societies of Toxicology (EUROTOX 2023), Ljubljana, Slovenia, 10 –13 September 2023.
  • Voinea I.C., Voicu S., Mernea M., Miu B., Serban M., Stan M. “Using EpiDermTM to evaluate the toxic effects of P25 Degussa nanoparticles on skin barrier”, in Proceedings of the 4th International Online Conference on Nanomaterials, 5–19 May 2023, MDPI: Basel, Switzerland, Online. https://sciforum.net/paper/view/14460

– research articles published in ISI journals (Q2)

  • Burdusel A-C, Neacsu IA, Birca AC, Chircov C, Grumezescu A-M, Holban AM, Curutiu C, Ditu LM, Stan M, Andronescu E. Microwave-assisted hydrothermal treatment of multifunctional substituted hydroxyapatite with prospective applications in bone regeneration. Funct. Biomater. 2023, 14(7), 378. https://doi.org/10.3390/jfb14070378
  • Marinescu G, Culita DC, Mocanu T, Mitran R-A, Petrescu S, Stan MS, Chifiriuc MC, Popa M. New nanostructured materials based on mesoporous silica loaded with Ru(II)/Ru(III) complexes with anticancer and antimicrobial properties. Pharmaceutics 2023, 15(5),1458. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics15051458
  • Miu BA, Voinea IC, Diamandescu L, Dinischiotu A. MRC-5 human lung fibroblasts alleviate the genotoxic effect of Fe-N co-doped titanium dioxide nanoparticles through an OGG1/2-dependent reparatory mechanism. International Journal of Molecular Sciences 2023, 24(7), 6401. https://doi.org/10.3390/ijms24076401

Scientific and Technical Report

Results of Phase III – 2024:

– posters at international conferences

  • Mernea M., Voicu S., Voinea C., Stan M. “Simulation on the interaction between FITC functionalized gold nanoparticles and lipid bilayers”, in Proceedings of the 3rd International Electronic Conference on Biomolecules, 23–25 April 2024, MDPI: Basel, Switzerland.
  • Stan M.S., Dungu C., Peligrad M.I., Daraban B.S., et al. “Crossing the pulmonary and dermal barriers by PLGA nanoparticles. An in vitro study with cell co-culture models”, FEBS Open Bio 14 (Suppl. S2) (2018), p. 456 (FEBS 2024 – 48th FEBS Congress, 29 June–3 July 2024, Milano, Italy).

– research articles published in ISI journals (Q1)

  • Gosée C, Moreau J, Cadiou C, Callewaert M, Henoumont C, Larbanoix L, Molinari M, Voicu SN, et al. Multimodal nanogels combining ZW800-1 as an optical absorber and gadolinium chelates for multispectral optoacoustic tomography (MSOT) and magnetic resonance imaging (MRI). Chem. Front. 2023, 10, 6357-6368.
  • Raduly FM, Raditoiu V, Raditoiu A, Nicolae CA, Grapin M, Stan MS, Voinea IC, et al. Half-Curcuminoids Encapsulated in Alginate–Glucosamine Hydrogel Matrices as Bioactive Delivery Systems. Gels 2024, 10(6), 376.
  • Miu BA, Stan MS, Mernea M, Dinischiotu A, Voinea IC. Pure epigallocatechin-3-gallate-assisted green synthesis of highly stable titanium dioxide nanoparticles. Materials 2024, 17(2), 275.

Results obtained within this project:

The project has achieved significant results, notably in developing in vitro cellular models such as the intestinal barrier and blood-brain barrier. Advances in skin and lung models using human cell co-cultures have led to new 3D cellular systems for testing drug delivery capacities. The mechanism of nanoparticle translocation was highlighted, correlating their physicochemical characteristics to create predictive models for biological effects in vivo and delivery system performance. Both gold and PLGA nanoparticles demonstrated low cytotoxicity, making them biocompatible and suitable for drug delivery applications. Studies revealed these nanoparticles can traverse the blood-brain barrier model, the gold nanoparticles showing exceptional potential. Additionally, PLGA nanoparticles were internalized by lung cells within 24 hours, while gold nanoparticles showed increased transport rate across the intestinal barrier after 48 hours, suggesting their efficiency in developing gastrointestinal treatments. The data collected within this project enhances our understanding of cellular responses to different types of nanoparticles, offering safer and more effective nanomedicine strategies. This project has met all proposed activities, resulted in eight scientific articles (4 Q1 + 4 Q2; Total IF = 36.3, Total AIS = 5.822), ten conference participations, and established ongoing collaborations with external research groups, laying the groundwork for future research projects.

Short Report 2024

RESEARCH

NEWS

07/11/2025

University of Bucharest students engage in dialogue with members of Parliament and European Parliament representatives at the UniPE Roundtable: “Disinformation and Artificial Intelligence – The EU’s Role in Combating This Phenomenon”

Events, International, UB News

Postări asemănătoare: UniPE – The European Parliament in dialogue with students from the University of Bucharest: “Disinformation and Artificial Intelligence – The EU’s role in combating this phenomenon” The students of the University...

Close Popup
Privacy Settings saved!
Privacy Settings

When you visit any web site, it may store or retrieve information on your browser, mostly in the form of cookies. Control your personal Cookie Services here.


Google Analytics
Cine suntem
Site-ul este deținut și administrat de Universitatea din București cu sediul în Bulevardul Mihail Kogălniceanu 36-46, București. Pentru a urmări mai ușor informațiile, trebuie să știţi că ne putem referi la instituția noastră folosind termenii „Universitatea din București”, „nouă”, „nostru” etc, iar la tine, ca utilizator și vizitator al site-ului, folosind termenii „utilizator”, „dumneavoastră”, etc. Această politică descrie informațiile pe care le colectăm atunci când vizitați www.unibuc.ro. Prin utilizarea acestui site web, sunteți de acord cu colectarea și utilizarea informațiilor dumneavoastră personale (în cazul în care acestea sunt furnizate) în conformitate cu această politică. Site-ul poate conține legături către și de pe site-uri web. Dacă urmați un link către oricare dintre aceste site-uri web, rețineți că acestea au propriile politici de confidențialitate. Universitatea București nu are nicio responsabilitate sau răspundere pentru aceste politici sau modul în care aceste site-uri web își gestionează datele. Verificați aceste politici înainte de a trimite orice informații personale acestor site-uri.
Informațiile colectate şi durata de stocare
În cazul în care utilizați site-ul nostru, vom colecta și procesa următoarele date personale despre dumneavoastră:
  • Informații pe care ni le oferiți atunci când completați un formular web sau solicitați trimiterea newsletter-ului. Informațiile pe care ni le furnizați pot include numele, adresa de e-mail, numărul de telefon, etc.
  • Informatiile pe care ni le oferiti in formularul de solicitare de informatii publice (ex. nume, prenume, e-mail) sunt colectate conform Legii nr. 544/2001
  • Informații pe care le colectăm despre dumneavoastră, prin intermediul fişierelor cookie pe care le folosim, în momentul în care accesați site-ul nostru. Pentru detalii suplimentare, consultați informarea privind cookie-urile.
Stocarea datelor de natură personală se realizează pe servere situate în România, atâta timp cât avem consimțămȃntul dumneavoastră.
Cum utilizăm datele personale pe care le furnizați sau le colectăm
Folosim datele personale despre dumneavoastră în următoarele moduri:
  • datele personale furnizate de dumneavoastră prin formularele noastre web vor fi folosite în scopul procesării cererilor dumneavoastră. Prin trimiterea solicitării sunteți de acord cu prelucrarea datelor dumneavoastră de către Universitatea din București.
  • în cazul în care sunteți de acord cu primirea de informații prin newsletter, vă vom trimite noutǎți despre următoarele subiecte:
  • informații despre evenimentele şi activităţile organizate în cadrul Universităţii din Bucureşti
  • informațiile tehnice pe care le colectăm prin utilizarea cookie-urilor vor fi utilizate în scopurile stabilite în “Informarea privind cookie-urile”.
Transferuri internaționale
În vederea oferirii serviciului de newsletter, datele dumneavoastră de identificare și contact sunt transmise către MailerLite, cu sediul în Lituania. Detalii privind măsurile de protectie a datelor adoptate de către MailerLite se găsesc la adresa https://www.mailerlite.com/terms-of-service  şi pe site-ul https://www.privacyshield.gov/welcome Site-ul nostru web utilizează Google Analytics, un serviciu pentru analiza web, precum şi Google Adwords, furnizate de Google. Google Analytics utilizează fișiere de tip cookie pentru a ajuta un anumit site web să analizeze modul în care utilizați respectivul site web. Informațiile generate de fișierele de tip cookie cu privire la utilizarea de către dumneavoastră a site-ului web vor fi transmise și stocate de Google pe servere care pot fi localizate în UE, SEE şi/sau Statele Unite. Google va utiliza aceste informații în scopul evaluării utilizării de către dumneavoastră a site-ului web, elaborând rapoarte cu privire la activitatea site-ului web și furnizând alte servicii referitoare la activitatea site-ului web și la utilizarea internetului. De asemenea, Google poate transfera aceste informații către terți în cazul în care are această obligaţie conform legii sau în cazul în care acești terți prelucrează informațiile în numele Google. Google nu va asocia adresa dumneavoastră IP cu alte date deținute de Google. Informații detaliate cu privire la Google și protecția datelor cu caracter personal (inclusiv modul în care puteți controla informațiile trimise către Google) pot fi găsite la: https://policies.google.com/privacy/partners. Din site-ul nostru web puteţi să distribuiţi un articol utilizând un buton de distribuire în reţelele de socializare (de exemplu: Facebook, Twitter, Youtube). Informații detaliate cu privire la protecția datelor cu caracter personal oferită de aceste organizatii pot fi gasite la adresele: https://www.facebook.com/policy.php https://twitter.com/en/privacy https://www.youtube.com/yt/about/policies/#community-guidelines
Accesați datele dumneavoastră personale
Aveți dreptul să cereți o copie a informațiilor deținute de noi  prin formularea unei solicitări de acces. Pentru a solicita o copie a datelor deținute despre dumneavoastră sau pentru a vă actualiza informațiile, contactați Universitatea din București la adresa de e-mail dpo@unibuc.ro. Datele de natură personală deținute de către Universitatea din București sunt supuse condițiilor din Regulamentul UE 679/2016 care oferă persoanelor vizate dreptul de acces la toate tipurile de informații înregistrate, deținute de operatorul de date, sub rezerva anumitor limitări.
Drepturile persoanei vizate
Conform Regulamentului 679/2016 - GDPR, aveţi dreptul de a solicita Universitaţii din București, în calitate de operator de date de natură personală, rectificarea, ştergerea sau restricţionarea prelucrării datelor personale referitoare la dumneavoastră. De asemenea, aveţi dreptului de a vă retrage consimţământul în orice moment, fără a afecta legalitatea prelucrării efectuate pe baza acestuia, înainte de retragere. Dacă nu mai doriți să primiți newsletter-ul, vă puteţi dezabona prin trimiterea unui e-mail la adresa contact@pr.unibuc.ro sau prin folosirea linkului de dezabonare din cadrul newsletter-ului.
Dreptul de a depune o plângere în faţa Autorităţii de supraveghere
Conform Regulamentului 679 /2016 - GDPR, aveți dreptul de a depune o plângere la Autoritatea Naţională de Supraveghere a Prelucrării Datelor cu Caracter Personal. Mai multe detalii se pot obține accesȃnd adresa http://www.dataprotection.ro/.
  • _ga
  • _gid
  • _gat

Decline all Services
Save
Accept all Services