Nanoscience has emerged as a fascinating field of science, with its implementation in multiple applications in the form of nanotechnology. Nanotechnology has recently been more impactful in diverse sectors such as the pharmaceutical industry, agriculture sector, and food market. The peculiar properties which make nanoparticles as an asset are their large surface area and their size, which ranges between 1 and 100 nanometers (nm). Various technologies, such as chemical and biological processes, are being used to synthesize nanoparticles. The green chemistry route has become extremely popular due to its use in the synthesis of nanoparticles. Nanomaterials are versatile and impactful in different day to day applications, resulting in their increased utilization and distribution in human cells, tissues, and organs. Owing to the deployment of nanoparticles at a high demand, the need to produce nanoparticles has raised concerns regarding environmentally friendly processes. These processes are meant to produce nanomaterials with improved physiochemical properties that can have significant uses in the fields of medicine, physics, and biochemistry. Among a plethora of nanomaterials, silver nanoparticles have emerged as the most investigated and used nanoparticle. Silver nanoparticles (AgNPs) have become vital entities of study due to their distinctive properties which the scientific society aims to investigate the uses of. The current review addresses the modern expansion of AgNP synthesis, characterization, and mechanism, as well as global applications of AgNPs and their limitations.

Recently nanotechnology has evolved as one of the most revolutionary technologies in the world. It has now become a multi-trillion-dollar business that covers the production of physical, chemical, and biological systems at scales ranging from atomic and molecular levels to a wide range of industrial applications, such as electronics, medicine, and cosmetics. Nanobiomaterials synthesis are promising approaches produced from various biological elements be it plants, bacteria, peptides, nucleic acids, etc. Owing to the better biocompatibility and biological approach of synthesis, they have gained immense attention in the biomedical field. Moreover, due to their scaled-down sized property, nanobiomaterials exhibit remarkable features which make them the potential candidate for different domains of tissue engineering, materials science, pharmacology, biosensors, etc. Miscellaneous characterization techniques have been utilized for the characterization of nanobiomaterials. Currently, the commercial transition of nanotechnology from the research level to the industrial level in the form of nano-scaffolds, implants, and biosensors is stimulating the whole biomedical field starting from bio-mimetic nacres to 3D printing, multiple nanofibers like silk fibers functionalizing as drug delivery systems and in cancer therapy. The contribution of single quantum dot nanoparticles in biological tagging typically in the discipline of genomics and proteomics is noteworthy. This review focuses on the diverse emerging applications of Nanobiomaterials and their mechanistic advancements owing to their physiochemical properties leading to the growth of industries on different biomedical measures. Alongside the implementation of such nanobiomaterials in several drug and gene delivery approaches, optical coding, photodynamic cancer therapy, and vapor sensing have been elaborately discussed in this review. Different parameters based on current challenges and future perspectives are also discussed here.

The Host-microbiome interactions that exist inside the gut microbiota operate in a synergistic and abnormal manner. Additionally, the normal homeostasis and functioning of gut microbiota are frequently disrupted by the intervention of Multi-Drug Resistant (MDR) pathogens. CRISPR-Cas (CRISPR-associated protein with clustered regularly interspersed short palindromic repeats) recognized as a prokaryotic immune system has emerged as an effective genome-editing tool to edit and delete specific microbial genes for the expulsion of bacteria through bactericidal action. In this review, we demonstrate many functioning CRISPR-Cas systems against the anti-microbial resistance of multiple pathogens, which infiltrate the gastrointestinal tract. Moreover, we discuss the advancement in the development of a phage-delivered CRISPR-Cas system for killing a gut MDR pathogen. We also discuss a combinatorial approach to use bacteriophage as a delivery system for the CRISPR-Cas gene for targeting a pathogenic community in the gut microbiome to resensitize the drug sensitivity. Finally, we discuss engineered phage as a plausible potential option for the CRISPR-Cas system for pathogenic killing and improvement of the efficacy of the system.

<img src=” https://s3.amazonaws.com/production.scholastica/article/21978/large/graphical_abstract300.jpg?1616953934”> With the advancement of technologies, the evolution of nanoscience is occurring at a rapid pace. The demand for nanomaterials in various industries has increased. However, they may pose an increased risk upon exposure to living organisms, demanding toxicological studies. Alt-hough risk assessment of nanomaterials is a challenge due to their varieties in sizes and variabil-ity in properties, different methodologies of toxicity screenings have been used successfully to evaluate the potential risks. Although nanotechnology has contributed to technology develop-ment and well-being, information in these fields is still incomplete. Fortunately, those areas are under continuous research, and there are increasing experimental efforts in determining the envi-ronmental effects on humans exposed to nanoparticles. Since the field of nanotechnology is continuously expanding, we need medium- to high throughput nanotoxicity screenings to deter-mine any potential risks caused by nanomaterials. Zebrafish, a well-established model for mammalian research, have advantages when used in these toxicity screenings. This review de-scribes various kinds of toxicities induced in zebrafish embryos by different kinds of nanopar-ticles. A significant number of experimental data from toxicological studies are also presented that determine nanomaterials’ effects, which can be modulated or further mitigated to create a positive impact on living organisms.

Zinc oxide nanomaterials have been the cynosure of this decade because of their immense potential in different biomedical applications. It includes their usage in the prognosis and treatment of different infectious and cellular diseases, owing to their peculiar physiochemical properties such as variable shape, size, and surface charge etc. Increasing demand and usage of the ZnO nanomaterials raise concerns about their cellular and molecular toxicity and their biocompatibility with human cells. This review comprehensively details their physiochemical properties for usage in biomedical applications. Furthermore, the toxicological concerns of ZnO nanomaterials with different types of cellular systems have been reviewed. Moreover, the biomedical and biocompatible efficacy of ZnO nanomaterials for cancer specific pathways has been discussed. This review offers insights into the current scenario of ZnO nanomaterials usage and signifies their potential future extension usage on different types of biomedical and environmental applications.

The increasing demand for plastic in our daily lives has led to global plastic pollution. The improper disposal of plastic has resulted in a massive amount of atmospheric microplastics (MPs), which has further resulted in the production of atmospheric nanoplastics (NPs). Because of its intimate relationship with the environment and human health, microplastic and nanoplastic contamination is becoming a problem. Because microplastics and nanoplastics are microscopic and light, they may penetrate deep into the human lungs. Despite several studies demonstrating the abundance of microplastics and nanoplastics in the air, the potential risks of atmospheric microplastics and nanoplastics remain unknown. Because of its small size, atmospheric nanoplastic characterization has presented significant challenges. This paper describes sampling and characterization procedures for atmospheric microplastics and nanoplastics. This study also examines the numerous harmful effects of plastic particles on human health and other species. There is a significant void in research on the toxicity of airborne microplastics and nanoplastics upon inhalation, which has significant toxicological potential in the future. Further study is needed to determine the influence of microplastic and nanoplastic on pulmonary diseases.

The ecotoxicological effect of after-usage released TiO2 nanoparticles in aquatic resources has been a major concern owing to their production and utilization in different applications. Addressing the issue, this study investigates the detailed in vivo molecular toxicity of TiO2 nanoparticles with Paramecium caudatum. TiO2 nanoparticles were synthesized at a lab scale using high energy ball milling technique; characterized for their physicochemical properties and investigated for their ecotoxicological impact on oxidative stress, steatosis, and apoptosis of cells through different biochemical analysis, flow cytometry, and fluorescent microscopy. TiO2 nanoparticles; TiO2 (N15); of size 36 ± 12 nm were synthesized with a zeta potential of - 20.2 ± 8.8 mV and bandgap of 4.6 ± 0.3 eV and exhibited a blue shift in UV-spectrum. Compared to the Bulk TiO2, the TiO2 (N15) exhibited higher cytotoxicity with a 24 h LC50 of 202.4 µg/ml with P. Caudatum. The mechanism was elucidated as the size and charge-dependent internalization of nanoparticles leading to abnormal physiological metabolism in oxidative stress, steatosis, and apoptosis because of their influential effect on the activity of metabolic proteins like SOD, GSH, MDA, and catalase. The study emphasized the controlled usage TiO2 nanoparticles in daily activity with a concern for ecological and biomedical aspects.

Genetic editing technologies have emerged as a potential therapeutic tool in various biomedical fields owing to their applications against cancer, neurological diseases, diabetes, autoimmune disorder, muscular dystrophy, bacterial infections (AMR), and cardiovascular diseases. CRISPR is one such valuable genetic editing tool with extensive therapeutic appliances but with a major challenge in terms of delivery. Herein, we have strived to exploit a synergy of nanocarriers and CRISPR against the aforementioned diseases for their medical applications and explicated their clinical significance including the enhanced delivery via endosomal escape and environmental factors such as light, pH, and stimuli. In addition to highlighting the delivery strategies of nano-carriers for CRISPR and their characterization, we have expounded on the reliant factor of the CRISPR-Cas Complex.

The recent emergence and outbreak of the COVID-19 pandemic confirmed the incompetence of countries across the world to deal with a global public health emergency. Although the recent advent of vaccines is an important prophylactic measure, effective clinical therapy for SARS-Cov-2 is yet to be discovered. With the increasing mortality rate, research has been focused on understanding the pathogenic mechanism and clinical parameters to comprehend COVID-19 infection and propose new avenues for naturally occurring molecules with novel therapeutic properties to alleviate the current situation. In accordance with recent clinical studies and SARS-CoV-2 infection markers, cytokine storm and oxidative stress are entwined pathogenic processes in COVID-19 progression. Lately, Biosurfactants (BSs) have been studied as one of the most advanced biomolecules of microbial origin with anti-inflammatory, antioxidant, antiviral properties, antiadhesive, and antimicrobial properties. Therefore, this review inspects available literature and proposes biosurfactants with these properties to be encouraged for their extensive study in dealing with the current pandemic as new pharmaceutics in the prevention and control of viral spread, treating the symptoms developed after the incubation period through different therapeutic approaches and playing a potential drug delivery model.

Short nucleotide sequences like miRNA and siRNA have attracted a lot of interest in Oral-biome investigations. miRNA is a small class of non-coding RNA that regulates gene expression to provide effective regulation of post-transcription. On contrary, siRNA is 21–25 nucleotide dsRNA impairing gene function post-transcriptionally through inhibition of mRNA for homologous dependent gene silencing. This review highlights the application of miRNA in oral biome including oral cancer, dental implants, periodontal diseases, gingival fibroblasts, oral submucous fibrosis, radiation-induced oral mucositis, dental Pulp, and oral lichenoid disease. Moreover, we have also discussed the application of siRNA against the aforementioned disease along with the impact of miRNA and siRNA to the various pathways and molecular effectors pertaining to the dental diseases. The influence of upregulation and downregulation of molecular effector post-treatment with miRNA and siRNA and their impact on the clinical setting has been elucidated. Thus, the mentioned details on application of miRNA and siRNA will provide a novel gateway to the scholars to not only mitigate the long-lasting issue in dentistry but also develop new theragnostic approaches.