Open in new window
Title (eng)
Antiviral Properties of Carbon-Based Quantum Dots
Author
Melissa Satzinger
Degree supervisor
Tanja Bulat
Degree supervisor
Birgit Strobl
Description (eng)
Bachelor thesis - University of Veterinary Medicine Vienna - 2023
Abstract (eng)
Carbon quantum dots (CQDs) are small, carbon-based nanoparticles, valued for their excellent biocompatibility, chemical stability, and strong photoluminescence, with antibacterial, anticancer, and antiviral properties. CQDs can be easily synthesized via top-down (breaking down larger carbon structures, such as graphite) or bottom-up (formation from molecular precursors, such as citrate) methods. CQDs used in this study were synthesized via a bottom-up approach from citric acid.We performed cytotoxicity assays on these CQDs using (i) Sulforhodamine B (SRB) assay to examine effects on cell proliferation, and (ii) Annexin V flow cytometric analysis to examine the induction of apoptosis in primary mouse embryonic fibroblasts (pMEFs). Our results indicate a high biocompatibility of CQDs. Next, we investigated the antiviral properties of CQDs against murine cytomegalovirus (MCMV) using a plaque-forming unit (PFU) assay. Cells were pre-treated with CQDs (0.05 mg/mL and 0.005 mg/mL) for 24 hours and subsequently infected with MCMV. Viral plaques were counted under a microscope, and a significant decrease could be observed in CQD-treated samples in a dose-dependent manner. To better understand the antiviral effect, we isolated RNA from CQD-treated and untreated pMEFs. We performed RT-qPCR to quantify the expression of ISGs (e.g. Stat1, Stat2, Irf7, Prk etc.), Tnfa and Il-1b, which all are genes encoding proteins that are involved in the antiviral defence. All tested genes were upregulated in CQDs-treated samples in a dose-dependent manner. Our data indicate that CQDs produced from citric acid might be promising candidates for creating novel antiviral agents against CMV.
Description (deu)
Bachelorarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2023
Abstract (deu)
Carbon quantum dots (CQDs) sind kleine, auf Kohlenstoff basierende Nanopartikel, die für ihre hervorragende Biokompatibilität, chemische Stabilität und starke Photolumineszenz geschätzt werden. Des weiteren besitzen sie antibakterielle, krebshemmende und antivirale Eigenschaften. CQDs können leicht durch „Top-Down-“ (Abbau größerer Kohlenstoffstrukturen, wie z. B. Graphit) oder „Bottom-Up“-Methoden (Bildung aus molekularen Vorläufern, wie z. B. Citrat) synthetisiert werden. Die in dieser Studie verwendeten CQDs wurden über einen Bottom-up-Ansatz aus Zitronensäure synthetisiert.Wir analysierten die Zytotoxizität dieser CQDs auf primäre murine Fibroblasten (pMEFs) mittels (i) Sulforhodamin B- (SRB-) Tests zur Untersuchung der Auswirkungen auf die Zellproliferation und (ii) Annexin V-Durchflusszytometrie zur Untersuchung der Induktion von Apoptose. Unsere Ergebnisse weisen auf eine hohe Biokompatibilität der CQDs hin. Als Nächstes untersuchten wir die antiviralen Eigenschaften von CQDs gegen das murine Cytomegalovirus (MCMV) mit Hilfe eines PFU-Assays (Bestimmung von Plaque-bildenden Einheiten). Die Zellen wurden 24 Stunden mit CQDs (0.05 mg/mL und 0.005 mg/mL) behandelt und anschließend mit MCMV infiziert. Die viralen Plaques wurden unter dem Mikroskop gezählt. Wir konnten in den mit CQD behandelten Zellen einen dosisabhängigen, signifikanten Rückgang der Anzahl viraler Plaques nachweisen. Um die antivirale Wirkung besser zu verstehen, isolierten wir RNA aus CQD-behandelten und unbehandelten pMEFs und quantifizierten die Expression von ausgewählten ISGs (z. B. Stat1, Stat2, Irf7 und Prk), Tnfa und Il-1b mittels RT-qPCR. Diese Gene kodieren alle für Proteine, die an der antiviralen Abwehr beteiligt sind. Wir konnten zeigen, dass alle getesteten Gene durch CQD-Behandlung dosisabhängig hochreguliert werden. Unsere Daten deuten darauf hin, dass aus Zitronensäure hergestellte CQDs vielversprechende Kandidaten für die Entwicklung neuer antiviraler Mittel gegen CMV sein könnten.
Type (eng)
Bachelor theses
Language
[eng]
Persistent identifier
https://phaidra.vetmeduni.ac.at/o:4684
AC number
AC16979891
Number of pages
33
Date issued
2023
License
All rights reserved