Postgraduate Student, Junior Researcher at the Laboratory of Nanocluster Polyoxometalates Functional Design of the Research Institute of Physics and Applied Mathematics of the Institute of Natural Sciences and Mathematics
аспирант, младший научный сотрудник лаборатории функционального дизайна нанокластерных полиоксометаллатов Научно-исследовательского института физики и прикладной математики Института естественных наук и математики
PhD (Biology), Senior Researcher at the Laboratory of Morphology and Biochemistry
к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории морфологии и биохимии
PhD (Chemistry), Senior Researcher at the Research Institute of Physics and Applied Mathematics of the Institute of Natural Sciences and Mathematics
к.х.н., старший научный сотрудник Научно-исследовательского института физики и прикладной математики Института естественных наук и математики
PhD, MD (Chemistry), Professor, Chief Researcher, Head of Department at the Research Institute of Physics and Applied Mathematics of the Institute of Natural Sciences and Mathematics
д.х.н., профессор, главный научный сотрудник, заведующий отделом Научно-исследовательского института физики и прикладной математики Института естественных наук и математики
The impact of nanoparticles containing metal oxides may cause both increased proliferation and death of immunocompetent cells. Polyoxometalates (POMs) are nanoparticles containing iron (III) and molybdenum oxides. POMs are intended for targeted transport of drugs. Nanoparticles may produce effects that differ from those from a mixture of compounds within nanoparticles. The aim of the work is to investigate the effect of POMs and a mixture of POMs components (derivatives) on the morphometric parameters of the thymus, spleen, number of blood leukocytes and their precursors in bone marrow. The study was conducted in 25 mature male Wistar rats divided into 5 equal groups: animals in groups 1 and 2 were injected intramuscularly with POMs once and seven times, animals in groups 3 and 4 were injected with derivatives also once and seven times, the first group was left intact. A single dose of POMs or derivatives was 0.15 mg/100 g of body mass. We have evaluated cortical-medullar ratio in thymus and morphometric parameters of spleen (areas of stroma, white pulp, lymphoid follicles, and width of the mantle and marginal zones of lymphoid follicles). Based on the morphometric parameters, the quotients were calculated for the integral assessment of spleen morphometry: stromal-parenchymatous ratio (SPR), follicular coefficient (FC), and lymphoid coefficient (LC). The number of leukocytes and their fractions in peripheral blood, and the numbers of leukocyte precursors in bone marrow were determined. When comparing the parameters of rats treated with POMs and derivatives with appropriate indices of intact rats, the following results were obtained: we did not reveal any significant differences for the cortico-medullary ratios of thymus; increased SPR in group 3, like as of SPR, FC value, and the width of marginal zone in group 5. In groups 2-5, leukopenia was detected due to a deficiency of granulocytes. When derivatives were administered, the number of lymphocytes was also decreased in groups 4-5. Increased number of the bone marrow monocytic cells was detected in groups 3 and 5. Changes in peripheral immunopoietic organ, i.e., hyperplasia of spleen lymphatic tissues, was observed to more extent under the action of individual components of nanoparticles (derivatives) than after injection of POMs. The action of POMs and derivatives is less pronounced in central organs of the immune system, i.e., thymus and bone marrow. Compensation of the leukocyte deficiency in blood occurs, mainly, due to spleen leukopoiesis.
Действие наночастиц, содержащих оксиды металлов, может вызывать как усиление пролиферации, так и гибель иммунокомпетентных клеток. Полиоксометаллаты (ПОМ) – наночастицы, содержащие оксиды железа (III) и молибдена, предназначенные для направленного транспорта лекарственных препаратов. Наночастицы могут вызывать эффекты, отличающиеся от действия смеси содержащихся в наночастицах соединений. Цель работы – исследовать влияние ПОМ и смеси компонентов ПОМ (дериватов) на морфометрические показатели тимуса, селезенки, количество лейкоцитов крови и их предшественников в костном мозге. Исследование проведено на 25 половозрелых самцах крыс Вистар, поделенных на 5 равных групп: животным в 1 и 2 группах вводили внутримышечно ПОМ однократно и семикратно, животным в 3 и 4 группах вводили дериваты также однократно и семикратно, первая группа оставлена интактной. Однократная доза ПОМ или дериватов составляла 0,15 мг/100 г массы. Подсчитывали корково-мозговой индекс тимуса и морфометрические показатели селезенки (площадь стромы, белой пульпы, лимфоидных фолликулов, ширину мантийной и маргинальной зон лимфоидныхфолликулов). На основании морфометрических параметров рассчитывали коэффициенты, используемые для интегральной оценки морфометрических изменений селезенки: стромально-паренхиматозное отношение (СПО), фолликулярный коэффициент (ФК) и лимфоидный коэффициент. Определяли количество лейкоцитов и их фракций в периферической крови, количество предшественников лейкоцитов в костном мозге. При сравнении показателей крыс, получавших ПОМ и дериваты, с параметрами интактных крыс было установлено: отсутствие достоверных различий соотношения коркового и мозгового вещества тимуса; увеличение СПО в группе 3, СПО, ФК и ширины маргинальной зоны в группе 5. В группах 2-5 обнаружена лейкопения за счет дефицита гранулоцитов. При введении дериватов в группах 4-5 также снизилось количество лимфоцитов. В костном мозге в группах 3 и 5 выявлено увеличение количества клеток моноцитарного ряда. Изменение в периферическом органе иммунопэза, а именно гиперплазия лимфатического аппарата селезенки, наблюдается в большей степени при действии отдельных компонентов наночастиц (дериватов), чем при действии ПОМ. Действие ПОМ и дериватов в меньшей степени проявляется в отношении центральных органов иммунной системы: тимуса и костного мозга. Компенсация дефицита лейкоцитов в крови происходит преимущественно за счет лейкопоэза в селезенке.