Оценка цитотоксичности фуллеренола С60(OH)22-24 в отношении NK-клеток периферической крови человека in vitro

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

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. 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%, МСТ-Нано, Россия; 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 37 °C. Оценивали жизнеспособность NK-клеток (СD3-CD56+), а также адгезию/интернализацию фуллеренола в клетки с применением проточной цитометрии. 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 ~10% NK-клеток адгезировали/интернализировали фуллеренол в концентрации 100 мкг/мл и 50% NK-клеток адгезировали/интернализировали фуллеренол в концентрации 200 мкг/мл. Таким образом, впервые показано, что NK-клетки адгезируют/интернализуют фуллеренол в больших концентрациях (100 и 200 мкг/мл), причем 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

В. П. Тимганова

Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук

Email: mantissa7@mail.ru

к.б.н., научный сотрудник лаборатории клеточной иммунологии и нанобиотехнологии

Россия, Пермь

М. С. Бочкова

Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук; Пермский государственный национальный исследовательский университет

Email: mantissa7@mail.ru

к.б.н., научный сотрудник лаборатории клеточной иммунологии и нанобиотехнологии; доцент кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета

Россия, Пермь; Пермь

Д. И. Усанина

Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук; Пермский государственный национальный исследовательский университет

Email: mantissa7@mail.ru

младший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии; аспирант кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета

Россия, Пермь; Пермь

М. Д. Долгих

Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук; Пермский государственный национальный исследовательский университет

Email: mantissa7@mail.ru

инженер лаборатории клеточной иммунологии и нанобиотехнологии; магистрант кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета

Россия, Пермь; Пермь

С. С. Лазарев

Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук

Email: mantissa7@mail.ru

инженер лаборатории клеточной иммунологии и нанобиотехнологии

Россия, Пермь

М. Б. Раев

Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук; Пермский государственный национальный исследовательский университет

Email: mraev@iegm.ru

д.б.н., заведующий лабораторией клеточной иммунологии и нанобиотехнологии; профессор кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета

Россия, Пермь; Пермь

С. А. Заморина

Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук; Пермский государственный национальный исследовательский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: mantissa7@mail.ru

д.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории клеточной иммунологии и нанобиотехнологии; профессор кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета

Россия, Пермь; Пермь

Список литературы

  1. 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 // Вопросы вирусологии, 2023. Т. 67, № 6. С. 516-526.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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. doi: 10.1080/2162402X.2016.1143996.
  5. 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.
  6. 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. doi: 10.1038/srep33808.
  7. Imširović V., Wensveen F.M., Polić B., Jelenčić V. Maintaining the balance: regulation of NK cell activity. Cells, 2024, Vol. 13, no. 17, 1464. doi: 10.3390/cells13171464.
  8. Jeong Y.H., Lennon G., Veldman G., Serna D.M., Ibrahimov A. Establishing endotoxin limits to enhance the reliability of in vitro immunogenicity risk assessments. mAbs, 2025, Vol. 17, no. 1. https://doi.org/10.1080/19420862.2025.2458627.
  9. 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. doi: 10.1016/j.canlet.2014.03.013.
  10. 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, Vol. 16, no. 4, pp. 756-770.
  11. 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.
  12. Liu M., Liang S., Zhang C. NK cells in autoimmune diseases: protective or pathogenic? Front. Immunol., 2021, Vol. 12, 624687. doi: 10.3389/fimmu.2021.624687
  13. 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.
  14. Seke M., Zivkovic M., Stankovic A. Versatile applications of fullerenol nanoparticles. Int. J. Pharm., 2024, Vol. 660, 124313. doi: 10.1016/j.ijpharm.2024.124313.
  15. 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.
  16. 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

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок 1. А – процент PC7+ (адгезировавших/интернализовавших фуллеренол) NK-клеток в культурах с концентрациями фуллеренола от 0,25 до 50 мкг/мл. Б – увеличение процента PC7+NK-клеток в культурах с 100 и 200 мкг/мл фуллеренола в процессе культивирования (n = 4)

Скачать (244KB)
Метаданные

© Тимганова В.П., Бочкова М.С., Усанина Д.И., Долгих М.Д., Лазарев С.С., Раев М.Б., Заморина С.А., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».