Отправить статью по E-mail ОЦЕНКА ЦИТОТОКСИЧНОСТИ ФУЛЛЕРЕНОЛА С60(OH)22-24 В ОТНОШЕНИИ NK-КЛЕТОК ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА IN VITRO
- Авторы: Тимганова В.П.1, Бочкова М.С.1,2, Усанина Д.И.1,2, Долгих М.Д.1,2, Лазарев С.С.1, Раев М.Б.1,2, Заморина С.А.1,2
-
Учреждения:
- «Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук» («ИЭГМ УрО РАН»)
- Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
- Раздел: Иммунологические чтения в Челябинске
- Дата подачи: 23.03.2025
- Дата принятия к публикации: 25.05.2025
- URL: https://rusimmun.ru/jour/article/view/17126
- DOI: https://doi.org/10.46235/1028-7221-17126-EOC
- ID: 17126
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Резюме
Полигидроксилированные фуллерены (фуллеренолы) С60(ОН)n являются наиболее перспективными аллотропами углерода благодаря гидрофильности, стабильности и низкой токсичности. В то же время, NK- клетки, ключевые клетки противовирусного и противоопухолевого иммунного ответа, практически не изучены как мишень для наночастиц фуллеренола.
Целью исследования являлась оценка иммуносовместимости гидроксилированного фуллеренола C60(ОН)22-24 с СD3-CD56+NK -клетками периферической крови человека, а также исследование интернализации наночастиц в клетки.
Материалы и методы. Исследования были проведены на мононуклеарных клетках периферической крови здоровых доноров (n=4). В экспериментах использовали фуллеренол (MST-WS60-Bio (fullerenol C60(OH)24 99,99%, «Modern Syntesis Technology», Латвия; размер кластеров ~130 нм) в концентрациях 200, 100, 50, 25, 12,5, 5, 2,5, 0,5 и 0,25 мкг/мл. Контролем служили лунки без добавления наночастиц. Клетки инкубировали в присутствии фуллеренола в течение 24, 48 и 72 часов в условиях 5% СO2 и 37⁰C. Оценивали жизнеспособность NK-клеток (СD3-CD56+), а также адгезию/интернализацию фуллеренола в клетки с применением проточной цитометрии.
Результаты. Установлено, что наночастицы фуллеренола в концентрациях 0,2 - 200 мкг/мл не обладают цитотоксичностью в отношении NK-клеток в изучаемые сроки наблюдения (24, 48, 72 ч). Так, не выявлено статистически значимого уменьшения процента и абсолютного количества живых NK-клеток в 24-, 48-, 72- часовых культурах с фуллеренолом.
Показано, что NK-клетки не демонстрируют адгезию/интернализацию наночастиц фуллеренола в низких концентрациях - 0,25-50 мкг/мл во все периоды наблюдения (24, 48, 72 ч), однако, высокие концентрации фуллеренола были зафиксированы внутри NK-клеток на 48 и 72 ч наблюдения. Установлено, что на 72 ч наблюдения ~20% NK-клеток адгезировали/интернализировали фуллеренол в концентрации 100 мкг/мл и 50% NK-клеток адгезировали/интернализировали фуллеренол в концентрации 200 мкг/мл.
Заключение. Таким образом, впервые показано, что NK-клетки адгезируют/интернализуют фуллеренол в больших концентрациях (100 и 200 мкг/мл), причём процент фуллеренол (PC7)-позитивных клеток возрастает с увеличением продолжительности культивирования и увеличением концентрации наночастиц. Фуллеренол также не оказывал цитотоксического действия на изучаемую субпопуляцию клеток.
Об авторах
Валерия Павловна Тимганова
«Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук» («ИЭГМ УрО РАН»)
Email: timganovavp@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4581-1969
SPIN-код: 9154-2815
к.б.н., научный сотрудник лаборатории клеточной иммунологии и нанобиотехнологии, Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук»
Россия, г. ПермьМария Станиславовна Бочкова
«Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук» («ИЭГМ УрО РАН»);Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
Email: krasnykh-m@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5784-6224
кандидат биологических наук , научный сотрудник лаборатории клеточной иммунологии и биотехнологии
Россия, 614081, Пермь, ул. Голева, 13Дарья Игоревна Усанина
«Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук» («ИЭГМ УрО РАН»);Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
Email: usanina_d@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0436-0890
SPIN-код: 1225-0890
младший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии
Россия, 614081, Пермь, ул. Голева, 13; Пермь, ул. Букирева, 15Мария Денисовна Долгих
«Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук» («ИЭГМ УрО РАН»);Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
Email: dolgikhtatanya@gmail.com
ORCID iD: 0009-0002-1418-4157
инженер лаборатории клеточной иммунологии и нанобиотехнологии
Россия, 614081, Россия, Пермь, Голева, 13Сергей Станиславович Лазарев
«Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук» («ИЭГМ УрО РАН»)
Email: lasest1999@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0229-1812
SPIN-код: 6756-1359
инженер лаборатории клеточной иммунологии и нанобитехнологии
Россия, 614081, Россия, Пермь, Голева, 13Михаил Борисович Раев
«Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук» («ИЭГМ УрО РАН»);Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
Email: mraev@iegm.ru
ORCID iD: 0000-0001-6882-4928
SPIN-код: 2501-5240
доктор биологических наук , заведующий лабораторией клеточной иммунологии и биотехнологии
Россия, 614081, Пермь, ул. Голева, 13
Светлана Анатольевна Заморина
«Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук» («ИЭГМ УрО РАН»);Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
Автор, ответственный за переписку.
Email: mantissa7@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6474-1487
SPIN-код: 3579-1451
доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории клеточной иммунологии и нанобиотехнологии, профессор кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета
Россия, 614081, Пермь, ул. Голева, 13; Пермь, ул. Букирева, 15Список литературы
- Масалова О.В., Леснова Е.И., Андреев С.М., Шершакова Н.Н., Козлов В.В., Пермякова К.Ю., Демидова Н.А., Валуев-Эллистон В.Т., Турецкий Е.А., Иванов А.В., Николаева Т.Н., Хаитов М.Р., Пронин А.В., Кущ А.А. Адъювантное действие диспергированного фуллерена С60 на иммунный ответ на конструкции, содержащие аминокислоты и нуклеотидные последовательности неструктурного белка NS5B вируса гепатита С // Вопр Вирусол. — 2023. — Т. 67, № 6. — С. 516-526.
- Ужвиюк С.В., Храмцов П.В., Раев М.Б., Тимганова В.П., Бочкова М.С., Хазиахматова О.Г., Малащенко В.В., Литвинова Л.С., Заморина С.А. Взаимодействие наночастиц оксида графена с мононуклеарными клетками человека в системе Cell-IQ // Клеточные технологии в биологии и медицине. — 2023. — № 1. — С. 62-68.
- Alhallak K., Sun J., Muz B., Jeske A., O'Neal J., Ritchey J.K., Achilefu S., DiPersio J.F., Azab A.K. Liposomal phytohemagglutinin: In vivo T-cell activator as a novel pan-cancer immunotherapy. J Cell Mol Med., 2022, Vol. 26, no. 3, pp. 940-944.
- Bouchlaka M.N., Ludwig K.D., Gordon J.W., Kutz M.P., Bednarz B.P., Fain S.B., Capitini C.M. (19)F-MRI for monitoring human NK cells in vivo. Oncoimmunology, 2016, Vol. 5, no 5, e1143996.
- Grebowski J., Krokosz A., Puchala M. Membrane fluidity and activity of membrane ATPases in human erythrocytes under the influence of polyhydroxylated fullerene. Biochim. Biophys. Acta, 2013, Vol. 1828, pp. 241–248.
- Huq R., Samuel E.L., Sikkema W.K., Nilewski L.G., Lee T., Tanner M.R., Khan F.S., Porter P.C., Tajhya R.B., Patel R.S., Inoue T., Pautler R.G., Corry D.B., Tour J.M., Beeton C. Preferential uptake of antioxidant carbon nanoparticles by T lymphocytes for immunomodulation. Sci Rep., 2016, Vol. 6, 33808.
- Imširović V., Wensveen F.M., Polić B., Jelenčić V. Maintaining the Balance: Regulation of NK Cell Activity. Cells, 2024, Vol. 13, no. 17, 1464.
- Lichota A., Piwoński I., Michlewska S., Krokosz, A. A Multiparametric Study of Internalization of Fullerenol C60(OH)36 Nanoparticles into Peripheral Blood Mononuclear Cells: Cytotoxicity in Oxidative Stress Induced by Ionizing Radiation. Int. J. Mol. Sci. 2020, Vol. 21, 2281.
- Liu B., Cao W., Cheng J., Fan S., Pan S., Wang L., Niu J., Pan Y., Liu Y., Sun X., Ma L., Song J., Ni J., Cui D. Human natural killer cells for targeting delivery of gold nanostars and bimodal imaging directed photothermal/photodynamic therapy and immunotherapy. Cancer Biol Med., 2019, Volo. 16, no. 4, pp. 756-770.
- Liu J., Feng X., Chen Z., Yang X., Shen Z., Guo M., Deng F., Liu Y., Zhang H., Chen C. The adjuvant effect of C60(OH)22 nanoparticles promoting both humoral and cellular immune responses to HCV recombinant proteins. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl., 2019, Vol. 97, pp. 753-759.
- Liu M., Liang S., Zhang C. NK Cells in Autoimmune Diseases: Protective or Pathogenic? Front Immunol., 2021, Vol. 12, 624687.
- Loftus C., Saeed M., Davis D.M., Dunlop I.E. Activation of Human Natural Killer Cells by Graphene Oxide-Templated Antibody Nanoclusters. Nano Lett., 2018, Vol. 18, no. 5, pp. 3282-3289.
- Seke M., Zivkovic M., Stankovic A. Versatile applications of fullerenol nanoparticles. Int J Pharm., 2024, Vol. 660, 124313.
- Shamalov K., Meir R., Motiei M., Popovtzer R., Cohen C.J. Noninvasive Tracking of Natural Killer Cells Using Gold Nanoparticles. ACS Omega, 2021, Vol. 6, no. 43, pp. 28507-28514.
- USP 30 NF 25 “85” Bacterial endotoxin test, 2007
- Zhu J., Ji Z., Wang J., Sun R., Zhang X., Gao Y., Sun H., Liu Y., Wang Z., Li A., Ma J., Wang T., Jia G., Gu Y. Tumor-inhibitory effect and immunomodulatory activity of fullerol C60(OH)x. Small, 2008, Vol. 4, no. 8, pp. 1168-1175.
Дополнительные файлы
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).