transmedТрансляционная медицинаTranslational Medicine2311-44952410-5155Almazov National Medical Research Centre, Saint Petersburg, Russia10.18705/2311-4495-2016-3-4-66-71transmed-209Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL STUDIESМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ИНТЕРСТИЦИЯ ЛЁГКИХ КРЫС ПОСЛЕ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ВВЕДЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ ДИОКСИДА КРЕМНИЯMORPHOLOGICAL CHANGES IN THE INTERSTITIAL LUNG TISSUE IN RESPONSE TO PARENTERAL ADMINISTRATION SILICA NANOPARTICLESЖуравскийСергей ГригорьевичZhuravskiiS. G.s.jour@mail.ruЮкинаГалина ЮрьевнаYukinaG. Yu.noemail@neicon.ruБлюмНаталья МихайловнаBlumN. M.noemail@neicon.ruТомсонВладимир ВикторовичThomsonV. V.noemail@neicon.ruПервый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова; Северо-Западный Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. АлмазоваРоссияPavlov First Saint Petersburg State Medical University; Federal Almazov North-West Medical Research CentreRussian FederationПервый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. ПавловаРоссияPavlov First Saint Petersburg State Medical UniversityRussian Federation201623122016346671Copyright © Журавский С.Г., Юкина Г.Ю., Блюм Н.М., Томсон В.В., 20162016Журавский С.Г., Юкина Г.Ю., Блюм Н.М., Томсон В.В.Zhuravskii S.G., Yukina G.Y., Blum N.M., Thomson V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/209

Проведен патоморфологический анализ клеточного состава интерстиция лёгких (крысы стока Wistar, самцы, 250-300 г, n=20) после однократного внутривенного введения 1 мл суспензии наночастиц диоксида кремния сферической формы, размером 13±2 нм (2 мг/мл). Изменения оценивались на 21-й и 60-й дни эксперимента. Отмечено нарастание диффузной инфильтрации альвеолярных перегородок макрофагами и лимфоцитами (р<0,05) при незначимом увеличении пула тучных клеток и эозинофилов. Формирования гранулём и пневмофиброза не наблюдалось. Выявленные реактивные изменения указывают на персистенцию дисперсных частиц кремнезёма в интерстициальных пространствах лёгочной ткани в течение всего срока наблюдения. Характер клеточных изменений указывает на то, что биораспределение изучаемых частиц в легких проходит при естественном рекрутировании фагоцитарного потенциала интерстициальных макрофагов.

We analyzed pathomorphologic changes of lung interstitium tissue in male Wistar rats (average weight 250300 g, n=20) after single-pass intravenous administration 1ml (2 mg/ml) 13±2 nm silicon dioxide spherical shape nanoparticles. We estimated tissue reaction on 21 st and 60th days after injection. Diffuse infiltration of alveolar partitions increase was noticed (p <0,05); mast cells and eosinocytes pool increase was not significant. We did not revealed granulomas formation or pneumofibrosis. The revealed changes let us to suppose persistence of dispersible silica dioxide nanoparticles in lung interstitium on all terms of study. Cell reaction trends let us to propose that in lungs nanoparticles distribute with local interstitial macrophages.

диоксид кремнияSi02наночастицы 12-16 нмбиораспределениехроническая in vivo токсичностьпоражение легкихмакрофагитучные клеткиэозинофилыsilicon dioxideSiO212-16 nm nanoparticleschronic toxicity in vivolesion of lungmacrophagesmast cellsReferencesMatoba T, Egashira K. Nanoparticle-mediated drug delivery system for cardiovascular disease. Int Heart J. 2014; 55(4):281-286.Matoba T, Egashira K. Nanoparticle-mediated drug delivery system for cardiovascular disease. Int Heart J. 2014; 55(4):281-286.Sundar D.S, Antoniraj M.G, Kumar C.S, Mohapatra S.S, Houreld N.N, Ruckmani K. Recent Trends of Biocompatible and Biodegradable Nanoparticles in Drug Delivery: A Review. Curr Med Chem. 2016. [Epub ahead of print].Sundar D.S, Antoniraj M.G, Kumar C.S, Mohapatra S.S, Houreld N.N, Ruckmani K. Recent Trends of Biocompatible and Biodegradable Nanoparticles in Drug Delivery: A Review. Curr Med Chem. 2016. [Epub ahead of print].Trevaskis N.L, Kaminskas L.M, Porter C.J. From sewer to saviour - targeting the lymphatic system to promote drug exposure and activity. Nat Rev Drug Discov. 2015;14(11):781-803.Trevaskis N.L, Kaminskas L.M, Porter C.J. From sewer to saviour - targeting the lymphatic system to promote drug exposure and activity. Nat Rev Drug Discov. 2015;14(11):781-803.Fang C.L, Wen C.J, Aljuffali I.A, Sung C.T, Huang C.L, Fang J.Y. Passive targeting of phosphatiosomes increases rolipram delivery to the lungs for treatment of acute lung injury: An animal study. J Control Release. 2015;213:69-78.Fang C.L, Wen C.J, Aljuffali I.A, Sung C.T, Huang C.L, Fang J.Y. Passive targeting of phosphatiosomes increases rolipram delivery to the lungs for treatment of acute lung injury: An animal study. J Control Release. 2015;213:69-78.Braakhuis H.M, Park M.V, Gosens I, De Jong W.H, Cassee F.R. Physicochemical characteristics of nanomaterials that affect pulmonary inflammation. Particle and Fibre Toxicology. 2014;11:18.Braakhuis H.M, Park M.V, Gosens I, De Jong W.H, Cassee F.R. Physicochemical characteristics of nanomaterials that affect pulmonary inflammation. Particle and Fibre Toxicology. 2014;11:18.Yoshiura Y, Izumi H, Oyabu T. Pulmonary toxicity of well-dispersed titanium dioxide nanoparticles following intratracheal instillation. Journal of Nanoparticle Research. 2015;17(6):241.Yoshiura Y, Izumi H, Oyabu T. Pulmonary toxicity of well-dispersed titanium dioxide nanoparticles following intratracheal instillation. Journal of Nanoparticle Research. 2015;17(6):241.Zhuravskii S, Yukina G, Kulikova О, Panevin А, Tomson V, Korolev D, Galagudza M. Mast cell accumulation precedes tissue fibrosis induced by intravenously administered amorphous silica nanoparticles. Toxicology mechanisms and methods. 2016; 4: 260-269.Zhuravskii S, Yukina G, Kulikova О, Panevin А, Tomson V, Korolev D, Galagudza M. Mast cell accumulation precedes tissue fibrosis induced by intravenously administered amorphous silica nanoparticles. Toxicology mechanisms and methods. 2016; 4: 260-269.Ivanov S, Zhuravsky S, Yukina G, Tomson V, Korolev D, Galagudza M. In vivo toxicity of intravenously administered silica and silicon nanoparticles. Materials. 2012; 5(10): 1873-1889.Ivanov S, Zhuravsky S, Yukina G, Tomson V, Korolev D, Galagudza M. In vivo toxicity of intravenously administered silica and silicon nanoparticles. Materials. 2012; 5(10): 1873-1889.Yu Y, Li Y, Wang W, et al. Acute Toxicity of Amorphous Silica Nanoparticles in Intravenously Exposed ICR Mice. Xu B, ed. PLoS ONE. 2013;8(4): e61346.Yu Y, Li Y, Wang W, et al. Acute Toxicity of Amorphous Silica Nanoparticles in Intravenously Exposed ICR Mice. Xu B, ed. PLoS ONE. 2013;8(4): e61346.Menter D.G, Patterson S.L, Logsdon C.D, Kopetz S, Sood A.K, Hawk E.T. Convergence of Nanotechnology and Cancer Prevention: Are We There Yet? Cancer prevention research (Philadelphia, Pa). 2014; 7(10): 973-992.Menter D.G, Patterson S.L, Logsdon C.D, Kopetz S, Sood A.K, Hawk E.T. Convergence of Nanotechnology and Cancer Prevention: Are We There Yet? Cancer prevention research (Philadelphia, Pa). 2014; 7(10): 973-992.Carlander U, Li D, Jolliet O, Emond C, Johanson G. Toward a general physiologically-based pharmacokinetic model for intravenously injected nanoparticles. Int. J. Nanomedicine. 2016;11:625-40.Carlander U, Li D, Jolliet O, Emond C, Johanson G. Toward a general physiologically-based pharmacokinetic model for intravenously injected nanoparticles. Int. J. Nanomedicine. 2016;11:625-40.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.