Ключові слова
ортованадати
кістковий мозок
гемопоетичні клітини-попередники
Як цитувати
Анотація
Актуальність. Протипухлинна активність нанокомплексів (НК), що містять наночастинки ортованадатів рідкісноземельних металів (GdYEuVO4) та холестерин була доведена раніше. Їх застосування у спів- відношенні – клітини : НК – 9:1, може вважатися умовно-терапевтичною дозою. Тому актуальним є дослідження потенційних ризиків впливу НК щодо функціональної активності гемопоетичних клітин-попередників.
Мета роботи – визначення токсичного впливу нанокомплексів на функціональну активність гемопоетичних клітин кісткового мозку (КМ).
Матеріали та методи. Дослідження були виконані на клітинах КМ мишей лінії СВА/Н. Нанокомплекси були синтезовані в Інституті сцинтиляційних матеріалів НАН України. Інкубацію клітин КМ з НК проводили у співвідношеннях – 9КМ:1НК; 1КМ:1НК; 1КМ:9НК, після цього визначали кількість апоптотичних/некротичних клітин у КМ за допомогою FITC Annexin V Apoptosis Detection Kit I (BD, США) на проточному цитофлуориметрі «FACS Calibur» («BD», США). Функціональну оцінку гемопоетичних клітин-попередників КМ проводили in vivo шляхом визначення вмісту колонієутворюючих одиниць селезінки (КУОс) і кількості мієлокаріоцитів у летально опромінених реципієнтів на 8-му добу після введення їм клітин КМ, попередньо інкубованих з НК. Облік виживаності опромінених мишей-реципієнтів після введення їм КМ здійснювали протягом 12 діб.
Результати та їх обговорення. Встановлено дозозалежний ефект інгібіції функціонального потенціалу гемопоетичних клітин-попередників КМ під впливом НК. Обробка in vitro клітин КМ умовно-терапевтичною дозою НК (9КМ:1НК) перед введенням опроміненим тваринам хоча і викликала перебудову мембран клітин та сприяла апоптотичним проявам, але не призводила до значущих змін їх колонієутворюючого потенціалу і не зменшувала кількість клітин КМ у стегні в опромінених тварин у порівнянні з введенням клітин КМ без обробки НК. Підвищення концентрації НК в 5 і 10 разів значно знижувало колонієутворюючий потенціал клітин КМ, викликало гіпоплазію КМ і суттєве зниження виживаності тварин- реципієнтів, що свідчить про можливий токсичний вплив цієї сполуки при введенні у високих концентраціях.
Висновки. Токсична дія НК виявляється тільки при застосуванні певних їх концентрацій, які значно перевищують умовно-терапевтичну дозу, визначену раніше при лікуванні експериментальних онкозахворюваннь.
Посилання
Goltsev AN, Malyukin YV, Dubrava TG, Babenko NN, Gaevskaya YA, Chelombytko OV et al. Nano- composites specifically penetrate and inhibit tumor cells. Nanoverbundstrukturen zur besonderen Durchdringung und Hemmung von Tumorzellen. 2016;47(2/3):156–65. (In English). DOI: https://doi.org/10.1002/mawe.201600457
Goltsev AN, Babenko NN, Gaevskaya YA, Bondarovich NA, Dubrava TG, Ostankov MV et al. Nanotechniques inactivate cancer stem cells. Nano- scale Research Letters. 2017;12(1):415. (In English). DOI: https://doi.org/10.1186/s11671-017-2175-9
Goltsev A, Malyukin Yu, Babenko N, Gaevska Yu, Bondarovych M, Kovalenko I et al. Mechanisms of Antitumor Effect of Nanomaterials Based on Rare Earth Orthovanadates. In: Fesenko O., Yatsenko L. (eds) Nanooptics and Photonics, Nanochemistry and Nanobiotechnology, and Their Applications. Springer Proceedings in Physics. 2020;247. (In English). DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-52268-1_1
Kowalski S, Wyrzykowski D, Inkielewicz-Stepniak I. Molecular and cellular mechanisms of cytotoxic activity of vanadium compounds against cancer cells. Molecules. 2020;25(7):1757. (In English). DOI: https://doi.org/10.3390/molecules25071757
Saha U, Mukherjea KK. DNA binding and nuclease activity of an oxovanadium valinato-Schiff base complex. International Journal of Biological Macromolecules. 2014;66:166–71. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2014.02.033
González-Villalva A, Piñón-Zarate G, Piñón-Zarate G, Rodríguez-Lara V, Montaño LF, Saldivar-Osorio L. Ultrastructural megakaryocyte modifications after vanadium inhalation in spleen and bone marrow. Journal of Electron Microscopy. 2009;l.58(6):375–80. (In English). DOI: https://doi.org/10.1093/jmicro/dfp031
Wang B, Tanaka K, Morita A, Ninomiya Y, Maruyama K, Fujita K et al. Sodium orthovanadate (vanadate), a potent mitigator of radiation-induced damage to the hematopoietic system in mice. Journal of Radiation Research. 2013;54(4):620–9. (In English). DOI: https://doi.org/10.1093/jrr/rrs140
Altamirano-Lozano M, Valverde M, Alvarez- Barrera L. Genotoxic studies of vanadium pentoxide (V(2)O(5)) in male mice. II. Effects in several mouse tissues. Teratogenesis Carcinogenesis and Mutagenesis. 1999;19(4):243–55. (In English). DOI: https://doi.org/10.1002/(sici)1520-6866(1999)19:4
Klochkov VK. Method for Producing Water Disper- sion of Cholesterol inventor. [dissertation]. Patent 10801. Ukraine. 2015 Mar 10. (In Ukrainian).
Till JE, McCulloch EA. A direct measurement of the radiation sensitivity of normal mouse bone marrowcells. Journal of Radiation Research. 1961;14(12):213–22. (In English). DOI: https://doi.org/10.2307/3570892
Goltsev AM, Bondarovych MO, Babenko NM, Gaevska YO, Dubrava TG, Ostankov MV. Use of Nanomaterials in Cryobiology and Cryomedicine. Problems of Cryobiology and Cryomedicine. 2020;30(4):313–30. (In Ukrainian). DOI: https://doi.org/10.15407/cryo30.04.313
Molinuevo MS, Barrio DA, Cortizo AM, Etcheverry SB. Antitumoral properties of two new va- nadyl (IV) complexes in osteoblasts in culture: role of apoptosis and oxidative stress. Cancer Chemother and Pharmacology. 2004;53(2):163–72. (In English). DOI: https://doi.org/10.1007/s00280-003-0708-7
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.