Тема: ОЦЕНКА ТОКСИЧЕСКОГО И ПРОТИВООПУХОЛЕВОГО ДЕЙСТВИЯ НАНОЧАСТИЦ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА

Нанотехнологии - это быстро развивающаяся отрасль современной техники, технология которой имеет дело с материалами чрезвычайно малых размеров, как правило, в диапазоне нанометров. Термин «нанотехнологии» впервые был предложен нобелевским лауреатом Ричардом П. Фейнманом во время его знаменитой лекции в 1959 году «Там внизу много места». Слово «внизу» в названии лекции подразумевало «мир очень малых размеров» [1]. Автор лекции заложил будущие основы нанотехнологий, предположив, что с помощью «манипулятора» соответствующего размера можно перемещать отдельные атомы.
Наноматериалы благодаря их чрезвычайно малым размерам и высокой площади поверхности обладают высокой прочностью, стабильностью, химической и биологической активностью, а также находят свое широкое применение в различных областях современного производства. Они присутствуют в различных потребительских товарах, таких как продукты питания, косметика, пищевые красители, пищевые контейнеры, краски, чистящие средства и поверхностные покрытия [2].
Наночастицы привлекают все больший интерес для биомедицинских исследований, поскольку обладают способностью доставлять лекарственные препараты в оптимальном диапазоне доз, что часто приводит к повышению их терапевтической эффективности благодаря снижению их деградации и ослаблению или предотвращению побочных эффектов [3]. Это особенно важно при создании препаратов, основанных на наночастицах, для парентерального введения, при котором они достаточно эффективно биоразлагаются. Также, имея малый размер, частицы обладают высокой нагрузкой и демонстрируют длительную циркуляцию [4]. Наночастицы также способны обеспечивать пролонгированное высвобождение и специфическую доставку лекарственных средств, ферментативных систем и генетического материала к клеткам, тканям и органам. С этой точки зрения они могут использоваться в самых различных областях применения в биологии и медицине, таких как терапия рака, терапия сердечно-сосудистых заболеваний, лечение болезни Паркинсона, генной терапии и т.д. [5]
Нельзя не упомянуть об использовании наночастиц в качестве биологически активных веществ. При синтезе наноразмерных частиц используются различные соединения, влияющие на их дальнейший состав. Так, при помещении частиц в рабочую атмосферу с различными газами можно получить такие вещества как оксиды, гидроксиды, карбоксиды и другие комплексные соединения. Однако, главная проблема заключается в том, что полученные вещества могут быть крайне токсичными для использования их в биомедицинских исследованиях. Поскольку они способны вызывать гибель клеток, вызывая оксидативный стресс, нарушая целостность их мембран, работу ферментов и т.д. [2, 5, 6].
В последнее время большое внимание уделяется синтезу железосодержащих наночастиц для применения в биологических и медицинских исследованиях. Это обусловлено их биологической совместимостью, а, следовательно, их биоразлагаемостью, а также физико-химической стабильностью и относительно низкой токсичностью, что в совокупности снижает побочные эффекты различных терапий [6]. Наночастицы железа также способны хорошо реагировать на магнитный контроль, что позволяет управлять их доставкой в область интереса с помощью внешнего магнитного поля. Их свойства могут быть настроены по морфологическим признакам (например, размер, форма, структура) и химическому составу (Co, Ni и др.) для расширения области их применения, включая хранение информации, очистку белков, биологическое разделение, доставку лекарственных средств, а также восстановление условий окружающей среды с помощью железосодержащих наночастиц в качестве сорбентов и фотокатализаторов [7, 8, 9]. Для
биомедицинских исследований наиболее часто используются частицы оксида железа, такие как магнетит (Fe3O4) или его окисленная форма маггемит (Fe2O3) [10].
Все эти преимущества позволяют рассматривать железосодержащие наночастицы в качестве кандидатов при проведении биомедицинских исследований не только как способа доставки биологически активных веществ в соответствующие мишени, но и в качестве действующего вещества, вследствие образования новых реакционноспособных соединений, влияющих на метаболизм биологических объектов.
Целью данной работы явилось изучение взаимодействия НЧ железа с фибробластоидными и опухолевыми клетками, оценка их токсического и противоопухолевого действия in vivo и in vitro.
Задачи:
1. Изучить взаимодействие наночастиц железа с клетками рака шейки матки;
2. Оценить пролиферативную активность фибробластоидных клеток после добавления к ним наночастиц;
3. Исследовать токсическое действие используемого материала путем оценки его накопления во внутренних органах животных;
4. Провести оценку способности наночастиц железа оказывать противоопухолевое действие на животных с перевитой опухолью.
Работа выполнена на базе НИИ Онкологии томского НИМЦ под руководством кандидата биологических наук Булдакова М.А.

Купить

1. Обнаружено снижение пролиферативной активности клеток рака шейки матки до 60% после добавления наночастиц железа в высоких концентрациях (107 и 140 мкг/мл). Это приводит к гибели опухолевых клеток в результате нарушения их метаболизма;
2. Наночастицы железа оказывают ингибирующее действие на пролиферацию нормальных фибробластоидных клеток аналогично опухолевым. Это может быть обусловлено влиянием химически активных продуктов наночастиц;
3. Показано, что использованные наночастицы железа не оказывают токсического действия на животных, поскольку по истечении 60 суток с момента введения наблюдалась их полная элиминация из организма;
4. После введения наночастиц железа у животных с перевитой карциномой Льюис наблюдалось 50%-ое антиметастатическое действие при низком противоопухолевом эффекте.
Купить