Fullerenol C60(OH)22-24 is a promising fullerene derivative characterized by high water solubility, biocompatibility, and antioxidant properties. Despite extensive studies of its reactive oxygen species-scavenging effects in vitro and in vivo, its impact on the oxidative response of immune phagocytes remains unclear. This study aimed to assess reactive oxygen species production by human peripheral blood leukocytes exposed to fullerenol C60(OH)22-24 using luminol- and lucigenin-dependent chemiluminescence. Fullerenol C60(OH)22-24 (MST-WS60-Bio, 99.99% purity) formed monodisperse aggregates (~130 nm) with a zeta potential of -26 ± 6.31 mV (mean ± SD). Leukocytes (106/mL), isolated from healthy female donors (n=4, aged 18–25 years) by sedimentation, were stimulated with opsonized zymosan (1.5 μg/mL). Fullerenol C60(OH)22-24 did not affect spontaneous luminol-dependent chemiluminescence at 30 and 60 min but nanoparticle’s high concentrations (50–200 μg/mL) reduced it after 90 min. In opsonized zymosan-stimulated luminol assays, inhibition occurred from 30 min across 5–200 μg/mL and persisted to 90 min (25–200 μg/mL). Spontaneous lucigenin-dependent chemiluminescence remained unchanged, but opsonized zymosan-stimulated signals were suppressed from 12.5 to 200 μg/mL at 30–60 min, extending to 90 min at 50–200 μg/mL. In cell-free H₂O₂ systems (0.039–0.625%) fullerenol did not quench either signal but enhanced luminol-dependent chemiluminescence (5–200 μg/mL), indicating peroxidase-like activity. Fullerenol C60(OH)22-24 (5–200 μg/mL) significantly suppresses luminol- and lucigenin-dependent chemiluminescence in stimulated human leukocytes, consistent with its antioxidant properties and suggesting superoxide dismutase- and/or catalase-like activity via hydroxyl hydrogen bonding and π-electron interactions.
Фуллеренол C60(OH)22-24 — перспективное производное фуллерена с высокой водорастворимостью, биосовместимостью и антиоксидантными свойствами. Несмотря на изученность его нейтрализующих активные формы кислорода эффектов in vitro и in vivo, влияние на окислительный ответ фагоцитов иммунной системы остается недостаточно ясным. Целью работы послужила оценка продукции активных форм кислорода лейкоцитами периферической крови человека под воздействием фуллеренола C60(OH)22-24 методом люминол- и люцигенин-зависимой хемилюминесценции. Фуллеренол C60(OH)22-24 характеризуется монодисперсными агрегатами ~130 нм с дзета-потенциалом -26±6,31 (M±SD) мВ. Лейкоциты периферической крови человека (106/мл) изолировали седиментацией и стимулировали опсонизированным зимозаном (1,5 мкг/мл). Показано, что фуллеренол C60(OH)22-24 не влиял на спонтанную люминол-зависимую хемилюминесценцию, измеренную через 30 и 60 минут после начала реакции. Однако через 90 минут наблюдалось снижение продукции активных форм кислорода в культурах лейкоцитов с высокими (50–200 мкг/мл) концентрациями наночастиц фуллеренола. В стимулированной опсонизированным зимозаном клеточной системе с люминолом эффект угнетения хемилюминесценции проявлялся уже с 30 мин в широком диапазоне концентраций наночастиц (5–200 мкг/мл) и сохранялся до 90 мин (25-200 мкг/мл). В краткосрочных культурах лейкоцитов с люцигенином показатели спонтанной продукции активных форм кислорода клетками не менялись. Напротив, в стимулированном варианте теста наблюдалось подавление окислительной активности клеток в культурах с наночастицами, начиная с концентрации 12,5 мкг и до 200 мкг/мл через 30 и 60 минут после начала реакции. Этот ингибирующий эффект фуллеренола сохранялся и через 90 минут после начала культивирования, но начиная с концентрации наночастиц 50 мкг/мл. В бесклеточной системе с H₂O₂ (0,039–0,625%) фуллеренол не подавлял люминол-зависимую и люцигенин-зависимую хемилюминесценцию, но в диапазоне концентраций 5-200 мкг/мл с люминолом вызывал увеличение сигнала. Этот эффект указывает на пероксидазо-подобную активность фуллеренола. Полученные нами результаты свидетельствуют, что фуллеренол C60(OH)22-24 в широком диапазоне концентраций (5–200 мкг/мл) существенно подавляет продукцию АФК стимулированными лейкоцитами человека, детектируемую при помощи как люминол-зависимой, так и люцигенин-зависимой хемилюминесценции. Результаты согласуются с известными антиоксидантными свойствами фуллеренолов и предполагают их супероксиддисмутазо- и/или каталазоподобное действие, возможно, за счет водородных связей гидроксильных групп и π-электронной системы.