Junior Research Associate, Laboratory of Molecular Immunology, Postgraduate Student, Department of Microbiology and Immunology, Faculty of Biology
младший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии Институт экологии и генетики микроорганизмов, аспирант кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета
PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Cellular Immunology and Nanobiotechnology, Senior Lecturer, Department of Microbiology and Immunology, Faculty of Biology
к.б.н., научный сотрудник лаборатории клеточной иммунологии и нанобиотехнологии, старший преподаватель кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета
PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Cellular Immunology and Nanobiotechnology
к.б.н., научный сотрудник лаборатории клеточной иммунологии и нанобиотехнологии
PhD, MD (Biology), Leading Research Associate, Laboratory of Cellular Immunology and Nanobiotechnology, Professor, Department of Microbiology and Immunology, Faculty of Biology
д.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории клеточной иммунологии и нанобиотехнологии, профессор кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета
Graphene oxide offers properties that make it a promising material for numerous biomedical applications, including various cancer treatment methods. Nanomaterials may overcome certain limitations of conventional chemotherapy. In cancer research, cell lines like Jurkat (T cell acute lymphoblastic leukemia cells) serve as models for investigating tumor treatment strategies. Previous studies have explored the effect of pegylated graphene oxide nanoparticles on some parameters of Jurkat cells, such as metabolism and apoptosis. This study aims to investigate how pegylated graphene oxide nanoparticles, varying in size, surface functionalization, and concentration, influence the functional activity of Jurkat cells, including cell viability, IL-2 production, and CD69 expression, both spontaneously, and following external activation.
Jurkat cells were cultured with different types of graphene oxide nanoparticles (100-200 nm and 1-5 ìm; functionalized with linear and branched polyethylene glycol (PEG)) at concentrations of 5 ìg/ mL and 25 ìg/ mL for 24 hours. For assessment of cell parameters under stimulation with different types of particles, phytohemagglutinin (PHA, 50 ìg/mL) was used. Subsequently, the cells were stained with Zombie Aqua and CD69-APC antibody, followed by flow cytometry analysis (CytoFlex S) to determine the percentage of viable cells and CD69-expressing cells. The presence of IL-2 in cell culture supernatants was quantified using ELISA tests.
It was observed that nanoparticles at low concentrations did not induce cytotoxic effects; cell viability improved after PHA stimulation. Small particles (100-200 nm) coated with linear PEG induced IL-2 production and CD69 expression. However, 1-5 ìm graphene oxide modified with branched PEG at a concentration of 25 ìg/mL led to a decrease in CD69 expression following PHA-stimulation.
It was shown for the first time that pegylated graphene oxide nanoparticles affect the functional activity of Jurkat cells. The influence of particles is dependent on the size, concentration, surface functionalization of graphene oxide, and activation by PHA.
Оксид графена обладает рядом характеристик, благодаря которым он представляет собой перспективный материал, который может быть использован для ряда биомедицинских приложений, в том числе для различных стратегий борьбы с раковыми заболеваниями. Использование наноматериалов позволяет преодолеть многие ограничения, возникающие при применении традиционных химиотерапевтических методов. Для изучения противоопухолевых препаратов широко используются раковые клеточные линии, в том числе Jurkat, представляющая собой клетки острого Т-лимфобластного лейкоза. Ранее было исследовано влияние наночастиц пегилированного оксида графена на ряд характеристик клеток линии Jurkat, включая метаболизм и апоптоз. Цель данного исследования – изучение влияния наночастиц пегилированного оксида графена с различными параметрами (размер, тип поверхностной функционализации, концентрация) на функциональную активность клеток линии Jurkat, оценивая такие параметры, как жизнеспособность, продукция IL-2 и экспрессия CD69 при наличии либо отсутствии внешней активации.
Клетки линии Jurkat в присутствии разных типов наночастиц оксида графена (100-200 нм и 1-5 мкм; функционализация линейным и разветвленным полиэтиленгликолем (ПЭГ)) в концентрациях 5 мкг/ мл и 25 мкг/мл культивировали в течение 24 часов. Для оценки параметров клеток в условиях внешней стимуляции были подготовлены аналогичные пробы со всеми типами частиц, в которые дополнительно вносили фитогемагглютинин (ФГА) в концентрации 50 мкг/мл. После этого клетки окрашивали красителем Zombie Aqua и антителами к CD69-APC, после чего анализировали на проточном цитометре CytoFlex S. Определяли процент живых клеток, а также экспрессирующих CD69. Далее в супернатантах культур измеряли уровень IL-2 при помощи иммуноферментного анализа.
Установлено, что низкие концентрации частиц не оказывают цитотоксического воздействия, а в условиях внешней активации способны достоверно повышать жизнеспособность клеток. При использовании функционализации линейным ПЭГом частицы размерами 100-200 нм повышают уровень IL-2 и CD69. В условиях стимуляции наблюдается снижение уровня CD69 (при использовании частиц размерами 1-5 мкм, функционализированных разветвленным ПЭГом, в концентрации 25 мкг/мл).
Данное исследование впервые демонстрирует эффекты, оказываемые на функциональную активность клеток линии Jurkat наночастицами пегилированного оксида графена. Показана зависимость от размеров, концентрации и поверхностной функционализации частиц, а также наличия внешнего активатора.