ОЦЕНКА ГЕМОСОВМЕСТИМОСТИ НАНОСТРУКТУР В МОДЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ IN VITRO

  • Elena V. Nevzorova Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение выс-шего образования «Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина» https://orcid.org/0000-0003-3229-0738
  • Viktoriya V. Nemtsova Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение выс-шего образования «Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина» https://orcid.org/0000-0002-9081-7289
  • Anton A. Belyaev Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение выс-шего образования «Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина» https://orcid.org/0000-0002-1936-044X
Ключевые слова: наночастицы, ζ-потенциал, эритроциты

Аннотация

Обоснование. Важной проблемой оценки наночастиц является выявление тест-объектов, позволяющих оценить повреждающие эффекты in vitro.

Цель. Оценить эритроциты крови в качестве модельной системы in vitro как оригинального «клеточного дозиметра» эффектов наночастиц и уникальной модели гемосовместимости наноструктур.

Материалы и методы. В работе использованы коллоидные растворы наночастиц серии «Таунит», «Таунит-М», «Таунит-МД». Основной задачей авторы определили изучение влияния ζ-потенциала наночастиц на агрегацию эритроцитов по данным анализа скорости оседания эритроцитов. При расчете скорости оседания эритроцитов применялся метод Вестергрена.

Результаты. Установлена зависимость агрегации эритроцитов от величины ζ-потенциала наночастиц по данным анализа скорости оседания эритроцитов. Выявлено, что наночастицы марки «Таунит-МД», имеющие наибольший ζ-потенциал, препятствовали агрегации эритроцитов, таким образом не влияя на показатели скорости оседания эритроцитов и обуславливали их гемосовместимость. Наночастицы марки «Таунит», «Таунит-М», имеющие низкие значения ζ-потенциалов, вызывали нестабильность коллоидной системы крови и тенденцию эритроцитов к агрегации, что обуславливало значительное повышение показателей скорости оседания эритроцитов. ROC-анализ показал чувствительность теста «Скорость оседания эритроцитов» 92,5%, специфичность 100,0%.

Заключение. Величина ζ-потенциала наночастиц влияет на агрегацию эритроцитов, что определяется данными анализа скорости оседания эритроцитов. Данное исследование доказывает, что что эритроциты крови человека являются уникальными биологическими дозиметрами, которые чувствительны к действию наночастиц, а их использование в качестве тест-объекта позволяет оценить гемосовместимость наноструктур в модельных системах in vitro.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Elena V. Nevzorova, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение выс-шего образования «Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина»

профессор кафедры медицинской биологии Медицинского института, доктор биологических наук, доцент

Viktoriya V. Nemtsova, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение выс-шего образования «Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина»

старший преподаватель кафедры медицинской биологии Медицинского института

Anton A. Belyaev, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение выс-шего образования «Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина»

старший преподаватель кафедры медицинской биологии Медицинского института

Литература

Список литературы

Анциферова А.А. и др. Взаимосвязи между эффектами наночастиц Ag и Ag-соли на поведенческие и когнитивные функции мышей и старение. // От-четы по нанобиотехнологиям. 2022, Т. 17. Выпуск 6. С. 857-865. https://doi.org/10.1134/S2635167622340018

Беспалов А.В. Получение композиционных материалов на основе на-ночастиц серебра и водорастворимых полимеров и исследование их биологической активности // Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. 2015. № 11.3. С. 1219-1224. https://doi.org/10.12731/wsd-2015-11.3-1219-1224

Вовк Н.А., Тархов М.А., Порохов Н.В. и др. Гидромеханическое воз-действие на массив горизонтально выровненных углеродных нанотрубок // Отчеты по нанобиотехнологиям. 2022. Т. 17. С. 774-779. https://doi.org/10.1134/S2635167622060180

Окисление многослойных углеродных нанотрубок в парах перекиси водорода: закономерности и эффекты / Дьячкова Т.П., Хан Ю.А., Орлова Н.В., Кондрашов С.В. // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2016. Т. 22. № 2. С. 323-333.

Ефимова С. и др. Редкоземельные ортованадатные наночастицы запускают Ca2+-зависимый эриптоз // Нанотехнологии. № 20. Т. 34. 2023. https://doi.org/10.1088/1361-6528/acbb7f

Малиновская Ю.А., Коваленко Е.И., Ковшова и др. Цитотоксичность и гемосовместимость plga наночастиц, нагруженных доксорубицином // Российский биотерапевтический журнал. 2020. Т. 19. № 1. С. 71-80.

Присный А.А., Моисеева А.А., Скворцов В.Н. Сравнительный анализ влияния фторхинолонов на лейкограмму крови цыплят // Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. 2020. №2. С. 11-24.

Кашуба Н.А. О подходах к оценке влияния наночастиц на организм человека // Гигиена и санитария. 2020. Т. 99. № 5. С. 443-447.

Влияние размера и заряда нестехиометрических наночастиц сульфида серебра на их взаимодействие с клетками крови / Ремпель С.В., Александрова Н.Н., Кузнецова Ю.В., Герасимов E.Ю. // Неорганические материалы. 2016. Т. 52. № 2. С. 131.

Созарукова М.М., Савинова Е.А., Проскурнина Е.В. Радикал-продуцирующая активность нейтрофилов крови в присутствии наночастиц ди-оксида церия // Международный журнал прикладных и фундаментальных ис-следований. 2022. № 12. С. 37-41.

Торопова Я.Г., Горшкова М.Н., Моторина Д.С., Влияние наночастиц на основе оксида железа, модифицированных различными оболочками, на ге-нерацию активных форм кислорода стимулированными клетками крови чело-века в условиях in vitro // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2021. T. 57. № 4. С. 310-319.

Шаронова Н.В., Свирщевская Е.В., Попов А.А. и др. Взаимодействие наночастиц sife с эпителиальными и лимфоидными клетками // Биоорганическая химия. 2020. Т. 46. № 6. С. 736-745.

Fruchtman Y., Perry Z.H., Moser A. Is there still a place to use erythrocyte sedimentation rate in the 21st century // Harefuah. 2019. Vol. 158(11). P. 732-736.

Gabriel C Lavorato et al. Redox phase transformations in magnetite nano-particles: impact on their composition, structure and biomedical applications // Nanotechnology 2023. https://doi.org/10.1088/1361-6528/acb943

Heloise P.F., Carlos L.C., Barjas-Castro М. Electrical properties of the red blood cell membrane and immunohematological investigation // Rev bras hematol hemoter. 2011. Vol. 33(4). P 297-301. https://doi.org/10.5581/1516-8484.20110080

Karemore M.N., Avari J.G. Zeta potential as a novel diagnostic tool for preeclampsia // Pregnancy Hypertension. 2018. Vol. 13. P. 187-197. https://doi.org/10.1016/j.preghy.2018.06.014

Kruskal W. H., Wallis W. A. Use of ranks in one-criterion variance analy-sis. // Journal of the American Statistical Association. 1952. № 260. P. 583-621.

M Flores Castañeda et al. Исследование процесса окисления наночастиц висмута с использованием NaClO // Нанотехнологии. №20. Т. 34. 2023. https://doi.org/10.1088/1361-6528/acb44

McNamee A.P., Tansley G.D., Simmonds M.J. Sublethal mechanical trauma alters the electrochemical properties and increases aggregation of erythrocytes // Microvascular Research. 2018. Vol. 120. P. 1-7. https://doi.org/10.1016/j.mvr.2018.05.008

Megha N. K., Jasmine G. A. Zeta potential as a novel diagnostic tool for preeclampsia // Pregnancy Hypertens. 2018. Vol. 13. P.187-197. https://doi.org/10.1016/j.preghy.2018.06.014

Tsuang Y.H., Sun J.S., Huang Y.C., Lu C.H., Chang W.H., Wang C.C. И Studies of Photokilling of Bacteria Using Titanium Dioxide Nanoparticles // Artif Organs. 2008. Vol. 32(2). P. 167-174. https://doi.org/10.1111/j.1525-1594.2007.00530.x

Westergren A. Studies on the suspension stability of the blood in pulmo-nary tuberculosis // Acta Med. Scand. 1921. Vol. 54. P. 247-281. https://doi.org/10.1111/j.0954-6820.1921.tb15179.x

Yasri S., Wiwanitkit V. Aberration of erythrocyte sedimentation rate by zinc nanoparticles // Iranian journal of pathology. 2018. Vol. 13(4). P. 479. https://doi.org/10.1177/107602960300900310

Zeb A., Liu W., Wu J., Lian J., Lian Y. Knowledge domain and emerging trends in nanoparticles and plants interaction research: A scientometric analysis // NanoImpact. 2021. Vol. 12, 100278. https://doi.org/10.1016/j.impact.2020.100278

Ζ-potential evidences silanol heterogeneity induced by metal contaminants at the quartz surface: implications in membrane damage / Pavan C., Turci F., Tomatis M., Ghiazza M., Lison D., Fubini B. // Colloids and surfaces b: biointerfaces. 2017. Vol. 157. P. 449-455. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2017.06.012

References

Antsiferova A.A. at al. Vzaimosvyazi mezhdu effektami nanochastits Ag i Ag-soli na povedencheskie i kognitivnye funktsii myshey i starenie [Relationship between the effects of Ag nanoparticles and Ag salts on behavior, on cognitive functions and on aging in mice]. Otchety po nanobiotekhnologiyam [Reports on nanobiotechnology], 2022, vol. 17, no. 6, pp. 857-865. https://doi.org/10.1134/S2635167622340018

Bespalov A.V. Poluchenie kompozitsionnykh materialov na osnove nanochastits serebra i vodorastvorimykh polimerov i issledovanie ikh biologicheskoy aktivnosti [Obtaining compositional materials based on silver nanoparticles and water-soluble polymers and examining their biological activity]. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 2015, no. 11.3, pp. 1219-1224. https://doi.org/10.12731/wsd-2015-11.3-1219-1224

Vovk N.A., Tarkhov M.A., Porokhov N.V. i dr. Gidromekhanicheskoe vozdeystvie na massiv gorizontal'no vyrovnennykh uglerodnykh nanotrubok [Hydromechanical influence on a mass of horizontally aligned carbon nanotubules]. Otchety po nanobiotekhnologiyam [Reports on nanobiotechnology], 2022, vol. 17, pp. 774-779. https://doi.org/10.1134/S2635167622060180

Okislenie mnogosloynykh uglerodnykh nanotrubok v parakh perekisi vodoroda: zakonomernosti i effekty [Oxidation of Multilayered Carbon Nanotubules in Hydrogen Peroxide Vapors: Patterns and Effects] / D'yachkova T.P., Khan Yu.A., Orlova N.V., Kondrashov S.V. Vestnik Tambovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Tambov University Review], 2016, vol. 22, no. 2, pp. 323-333.

Efimova S. et al. Redkozemel'nye ortovanadatnye nanochastitsy zapuskayut Ca2+-zavisimyy eriptoz [Rare-earth orthovanadate nanoparticles trigger Ca2+-dependent epiptosis]. Nanotekhnologii [Nanotechnologies], 2023, vol. 34, no. 20. https://doi.org/10.1088/1361-6528/acbb7f

Malinovskaya Yu.A., Kovalenko E.I., Kovshova et al. Tsitotoksichnost' i gemosovmestimost' plga nanochastits, nagruzhennykh doksorubitsinom [Cytotoxicity and hemocompatibility of plga nanoparticles loaded with doxorubicin]. Rossiyskiy bioterapevticheskiy zhurnal [Russian biotherapeutic journal], 2020, vol. 19, no. 1, pp. 71-80.

Prisnyy A.A., Moiseeva A.A., Skvortsov V.N. Sravnitel'nyy analiz vliyaniya ftorkhinolonov na leykogrammu krovi tsyplyat [Comparative analysis of the influence of fluorchinolone on the blood leukogram of chicks]. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 2020, no. 2, pp. 11-24.

Kashuba N.A. O podkhodakh k otsenke vliyaniya nanochastits na or-ganizm cheloveka [On approaches to assessing the influence of nanoparticles on the human body]. Gigiena i sanitariya [hygiene and sanitation], 2020, vol. 99, no. 5, pp. 443-447.

Vliyanie razmera i zaryada nestekhiometricheskikh nanochastits sul'fida serebra na ikh vzaimodeystvie s kletkami krovi [Relationship between size and charge of non-stoichiometric silver sulfide nanoparticles and their interaction with blood cells]. Rempel' S.V., Aleksandrova N.N., Kuznetsova Yu.V., Gerasimov E.Yu. Neorganicheskie materialy [Inorganic materials], 2016, vol. 52, no. 2, p. 131.

Sozarukova M.M., Savinova E.A., Proskurnina E.V. Radikal-produtsiruyushchaya aktivnost' neytrofilov krovi v prisutstvii nanochastits dioksida tseriya [Activity of blood neutrophils to produce radicals with the presence of cerium dioxide nanoparticles]. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovaniy [International Journal of Applied and Basic Research], 2022, no. 12, pp. 37-41.

Toropova Ya.G., Gorshkova M.N., Motorina D.S., Vliyanie nanochastits na osnove oksida zheleza, modifitsirovannykh razlichnymi obolochkami, na generatsiyu aktivnykh form kisloroda stimulirovannymi kletkami krovi cheloveka v usloviyakh in vitro [Influence of nanoparticles based on iron oxide modified by different sheaths on generation of active forms of oxygen by stimulated human blood cells under in vitro conditions]. Zhurnal evolyutsionnoy biokhimii i fiziologii [Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology], 2021, vol. 57, no. 4, pp. 310-319.

Sharonova N.V., Svirshchevskaya E.V., Popov A.A. et al. Vzai-modeystvie nanochastits sife s epitelial'nymi i limfoidnymi kletkami [Interaction of sife nanoparticles with epithelial and lymphoid cells]. Bioorganicheskaya khimiya [Bioorganic chemistry], 2020, vol. 46, no. 6, pp. 736-745.

Fruchtman Y., Perry Z.H., Moser A. Is there still a place to use erythro-cyte sedimentation rate in the 21st century. Harefuah, 2019, vol. 158(11), pp. 732-736.

Gabriel C Lavorato et al. Redox phase transformations in magnetite na-noparticles: impact on their composition, structure and biomedical applications. Nanotechnology, 2023. https://doi.org/10.1088/1361-6528/acb943

Heloise P.F., Carlos L.C., Barjas-Castro М. Electrical properties of the red blood cell membrane and immunohematological investigation. Rev bras hematol hemoter, 2011, vol. 33(4), pp. 297-301. https://doi.org/10.5581/1516-8484.20110080

Karemore M.N., Avari J.G. Zeta potential as a novel diagnostic tool for preeclampsia. Pregnancy Hypertension, 2018, vol. 13, pp. 187-197. https://doi.org/10.1016/j.preghy.2018.06.014

Kruskal W. H., Wallis W. A. Use of ranks in one-criterion variance analysis. Journal of the American Statistical Association, 1952, no. 260, pp. 583–621.

M Flores Castañeda et al. Issledovanie protsessa okisleniya nanochastits vismuta s ispol'zovaniem NaClO [Study of the oxidation process of bismuth nanoparticles using NaClO]. Nanotekhnologii [Nanotechnologies], 2023, vol. 34, no. 20. https://doi.org/10.1088/1361-6528/acb44

McNamee A.P., Tansley G.D., Simmonds M.J. Sublethal mechanical trauma alters the electrochemical properties and increases aggregation of erythro-cytes. Microvascular Research, 2018, vol. 120, pp. 1-7. https://doi.org/10.1016/j.mvr.2018.05.008

Megha N. K., Jasmine G. A. Zeta potential as a novel diagnostic tool for preeclampsia. Pregnancy hypertens, 2018, vol. 13, pp. 187-197. https://doi.org/10.1016/j.preghy.2018.06.014

Tsuang Y.H., Sun J.S., Huang Y.C., Lu C.H., Chang W.H., Wang C.C. И Studies of Photokilling of Bacteria Using Titanium Dioxide Nanoparticles. Artif Organs., 2008. Vol. 32(2). P. 167-174. https://doi.org/10.1111/j.1525-1594.2007.00530.x

Westergren A. Studies on the suspension stability of the blood in pulmonary tuberculosis. Acta Med. Scand, 1921, vol. 54, pp. 247–281. https://doi.org/10.1111/j.0954-6820.1921.tb15179.x

Yasri S., Wiwanitkit V. Aberration of erythrocyte sedimentation rate by zinc nanoparticles. Iranian journal of pathology, 2018, no. 13(4), pp. 479. https://doi.org/10.1177/107602960300900310

Zeb A., Liu W., Wu J., Lian J., Lian Y. Knowledge domain and emerg-ing trends in nanoparticles and plants interaction research: A scientometric analysis. NanoImpact, 2021, vol. 12, 100278. https://doi.org/10.1016/j.impact.2020.100278

Ζ-potential evidences silanol heterogeneity induced by metal contami-nants at the quartz surface: implications in membrane damage / Pavan C., Turci F., Tomatis M., Ghiazza M., Lison D., Fubini B. Colloids and surfaces b: biointerfaces, 2017, vol. 157, pp. 449-455. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2017.06.012


Просмотров аннотации: 38
Загрузок PDF: 29
Опубликован
2024-04-30
Как цитировать
Nevzorova, E., Nemtsova, V., & Belyaev, A. (2024). ОЦЕНКА ГЕМОСОВМЕСТИМОСТИ НАНОСТРУКТУР В МОДЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ IN VITRO. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 16(2), 28-49. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2024-16-2-804
Раздел
Физиология человека и животных