ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКСИЧЕСКОГО ВЛИЯНИЯ НАНОТРУБОК НА ГЕМОПОЭТИЧЕСКИЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ И ИХ ПОТОМКОВ IN VIVO I IN VITRO

  • Авторы: Н.М. Билько, Л.О. Елейко-Хемич, Н.К. Родионова, И.З. Борбуляк, Т.А. Алексеева, В.М. Михайленко
Скачать вложения:

Білько Н.М.2, Єлейко-Хемич Л.О.1, Родіонова Н.К.1, Борбуляк І.З.2, Алексєєва Т.А.3, Михайленко В.М.1
1Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є.Кавецького НАНУ
2Національний університет "Києво-Могилянська академія"
3Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАНУ Київ, Україна

Перспективи використання нанотехнологій для цільового надходження лікарських препаратів при терапії невиліковних захворювань зобов'язують дослідників прискіпливо вивчити питання, пов'язані з токсичністю і біосумісністю нанотрубок (НТ). Серед систем, що найбільше потребують оцінки дії Н Т, кровотворна система виступає як одна із основних завдяки здатності до постійного самооновлення, а отже, високої чутливості до дії будь-яких цитотоксичних агентів.

У роботі були використані багатошарові вуглецеві Н Т, які синтезували в Інституті хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України методом хімічного осадження з газової фази. Середній діаметр НТ складав 10-20 нм, кількість шарів — від 5 до 10. Для дослідження впливу НТ на організм тварин було використано мишей лінії СВА. Тваринам вводили суспензію НТ внутрішньоочеревинно у концентраціях 1,5 мг, 0,5 мг, 0,15 мг на тварину. Через добу проводили вилучення кісткового мозку. За методом селезінкового колонієутворення (Till, McCulloch) досліджували функціональні характеристики стовбурових гемопоетичних клітин. Паралельно проводили культивування клітин in vitro та визначали ефективність колонієутворення кровотворних клітин-попередників на 10-12-ту добу за умов експлантації 1х105 клітин.

Якісні порушення кровотворення визначали за змінами клітинного складу периферичної крові та кісткового мозку. Внутрішньоочеревинне введення НТ у концентраціях 0,5 і 1,5 мг на тварину спричиняло дозозалежну токсичну дію на систему кровотворення зі значним реагуванням клітин гранулоцитарного ряду, що призводило до активації компенсаторних реакцій в організмі зі збільшенням проліферації та прискоренням процесів дозрівання клітин кісткового мозку. Ця реакція є неспецифічною і, можливо, була обумовлена агрегацією НТ з утворенням великих конгломератів у черевній порожнині та подальшою активацією фагоцитарної системи (нейтрофілів, макрофагів), що, в свою чергу, сприяло активації кровотворення. При цьому кількість клітин стовбурового пулу кровотворення знижувалась у прямій залежності від введеної концентрації Н Т. Так, при дозі 1,5 мг на тварину кількість колонієутворюючих одиниць на селезінку (КУОс) дорівнювала 8,7±2,1 (контроль — 19,0±0,7), у той час як при дозі 0,5 мг та 0,15 мг, відповідно, становила 13,3±1,0 та 22,0±1,4.

Показники колонієутворення in vitro кістково-мозкових клітин (КУОк) тварин, яким вводили НТ у концентраціях 0,5 та 0,15 мг, були пригніченими. Зокрема, кількість колоній на 1x105 експлантованих клітин становила 10,5±0,7 та 11,8±1,1, відповідно, у порівнянні із контрольними 30,0±1,4. При цьому у групі тварин, яким вводили НТ у концентрації 1,5 мг, кількість колоній була суттєво зниженою і становила 8,5±0,7. Тенденція до зменшення кількості колонієутворюючих одиниць (відповідно до концентрації НТ) свідчить про те, що їх присутність у вказаній концентрації негативно впливає на функціональну активність кровотворних клітин-попередників. Пригнічуючий характер дії НТ на кровотворні клітини-попередники (КУОс і КУ-Ок) свідчить про однонаправленість процесів в клітинах різного рівня дозрівання. Можливо, цитотоксична дія НТ на стовбурові клітини опосередкована їх впливом на функцію лімфоцитів (Sun et al, 2011).

Робота виконана за підтримки Державної цільової науково-технічної програми "Нанотехнології та наноматеріали".