Влияние внутривенного введения крысам наночастиц магнетита с различными оболочками на функциональное состояние и морфологию эндотелия и на антиоксидантный статус

Актуальность. На сегодняшний день активно ведутся разработки наночастиц для таргетной доставки лекарственных препаратов. Отдельное место занимают магнитные наночастицы (МНЧ) на основе оксидов железа ввиду их химической стабильности, относительно высокой биосовместимости и сравнительной легкости получения. Немодифицированные МНЧ могут легко окисляться, что, вероятно, приведет к токсическим эффектам и потере магнитной и коллоидной устойчивости, во избежание данных эффектов необходимо нанесение покрытия на их поверхность с последующим исследованием их влияния на эндотелий сосудов и антиоксидантный статус. Цель работы. Изучение влияния внутривенного введения крысам МНЧ на основе оксида железа с различными оболочками на функциональное состояние и морфологию эндотелия и на антиоксидантный статус. Материалы и методы. В данной работе использованы коллоидные растворы наночастиц магнетита, покрытые оболочками из альбумина (МНЧ + альбумин), полилактида (МНЧ + полилактид) и полисахарида (МНЧ + полисахарид), в 0,9 %-ом растворе NaCl. Исследование проводили на крысах-самцах стока Wistar SPF-категории. МНЧ вводились однократно в латеральную хвостовую вену крыс. Гистологическими методами была изучена морфология сосудов. Для исследования функциональной активности эндотелия использовали метод проволочной миографии. Оценивались концентрации оксида азота и продуктов перекисного окисления липидов. Методом люминол-активированной хемилюминисценции оценены общая антиоксидантная активность и общая антиоксидантная емкость плазмы крови, полученной после введения МНЧ. Результаты. Однократное внутривенное введение крысам МНЧ + альбумин и МНЧ + полилактид не обеспечивает изменений реактивности сосудов, тогда как введение МНЧ + полисахарид обусловливает снижение эндотелий-зависимого расслабления с сохранением при этом способности к сокращению. Исследуемые виды магнитных наночастиц не влияют на метаболическую активность эндотелия и морфологию сосудов. Установлено, что введение исследуемых агентов обусловливает снижение уровня перекисного окисления липидов. МНЧ + альбумин, МНЧ + полилактид и МНЧ + полисахарид при их однократном внутривенном введении обеспечивают схожий по выраженности, но разный по механизмам реализации эффект на антиоксидантный статус. Заключение. Полученные данные свидетельствуют о том, что исследуемые виды МНЧ обладают равнозначной биосовместимостью при их однократном внутривенном введении крысам.

1. Reddy L, Arias J, Nicolas J, et al. Magnetic nanoparticles: design and characterization, toxicity and biocompatibility, pharmaceutical and biomedical applications. Chemical Reviews. 2012; 112(11):58185878.

2. Dobson J. Magnetic nanoparticles for drug delivery. Drug Development Research. 2006; 67:55–60.

3. Sun C, Lee J, Zhang M. Magnetic nanoparticles in MR imaging and drug delivery. Advanced drug delivery reviews. 2008; 60(11):1252–1265.

4. Liu X, Choo E, Ahmed A, et al. Magnetic nanoparticle-loaded polymer nanospheres as magnetic hyperthermia agents. Journal of Materials Chemistry B. 2014; 2(1):120–128.

5. Haun JB, Yoon T-J, Lee H, Weissleder R. Magnetic nanoparticle biosensors. WIREs: Nanomedicine and Nanobiotechnology. 2010; 2(3):291–304.

6. Gupta AK, Curtis AS. Lactoferrin and ceruloplasmin derivatized superparamagnetic iron oxide nanoparticles for targeting cell surface receptors. Biomaterials. 2004; 25(15): 3029–3040.

7. Sun S, Zeng H, Robinson DB, et al. Monodisperse MFe2O4 (M=Fe, Co, Mn) nanoparticles. Journal of the American Chemical Society. 2004; 126(1):273–279.

8. Mandal S, Chaudhuri K. A simple method for the synthesis of ultrafine carbon nanoparticles and its interaction with bovine serum albumin. Advanced Science Letters. 2012; 5(1):139–143.

9. Van Sliedregt A, Radder AM, de Groot K, van Blitterswijk CA. In vitro biocompatibility testing of polylactides Part I Proliferation of different cell types. Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 1992;3:365–370.

10. Торопова Я.Г., Зелинская И.А., Маркитанова А.C. и соавт. Влияние наночастиц магнетита и коллоидных частиц FemO-SiO2 на функциональное состояние эндотелия при внутривенном введении крысам. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2017; 103 (12):1416–1424.

11. Mandal S, Chaudhuri K. Magnetic core-shell nanoparticles for biomedical applications. In: Sharma S, (eds) Complex Magnetic Nanostructures. Cham: Springer International Publishing AG, 2017:425–453.

12. Toropova YaG, Golovkin AS, Malashicheva AВ, et al. In vitro toxicity of FemOn, FemOn-SiO2 composite, and SiO2-FemOn core-shell magnetic nanoparticles. International Journal of Nanomedicine. 2017; 12: 593–603.

13. Waynforth HB, Flecknell PA. Experimental and Surgical Technique in the Rat. 2nd ed. London: Academic Press, 1992: p. 382.

14. Торопова Я.Г., Печникова Н.А., Зелинская И. А. и соавт. Изучение гемосовместимости магнитных наночастиц магнетита и композитных частиц магнетита-кремнезема in vitro. Бюллетень сибирской медицины. 2018; 17 (3):157–167.

15. Зелинская И.А., Торопова Я.Г. Проволочная миография в современных научных исследованиях: методические аспекты. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2018; 17(1): 83–89.

16. Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Свободные радикалы и клеточная хемилюминесценция. Успехи биологической химии. 2009; 49: 341–388.

17. Uotila J, Kirkkola AL, Rorarius M, et al. The total peroxyl radical-trapping ability of plasma and cerebrospinal fluid in normal and preeclamptic parturients. Free Radical Biology and Medicine. 1994;16(5):581–590.

18. Петренко В.М. Сетевидная конструкция микроциркуляторного русла. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. 2010; 13(1): 37– 46.

19. Тыбинка А.М., Паладийчук Е.Р. Характеристика кровеносных сосудов кишечника и его брыжейки. Науковий вісник ЛНУВМБТ імені С.З. Ґжицького. 2015; 17 (2): 232–240.

20. Junqueira L, Carneiro J. Junqueira’s basic histology. Text and atlas. 11th ed. New York: McGraw-Hill, 2005. p. 544.

21. Коржевский Д.Э., Колос Е.А., Карпенко М.Н. и др. Гистохимическое определение металлов. СПб: СпецЛит, 2016. с 63.