Влияние наночастиц оксида графена на функциональную активность клеток линии Jurkat
- Авторы: Усанина Д.И.1,2, Бочкова М.С.1,2, Тимганова В.П.1, Заморина С.А.1,2
-
Учреждения:
- Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» Уральского отделения Российской академии наук
- ФГАОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
- Выпуск: Том 28, № 1 (2025)
- Страницы: 33-38
- Раздел: КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
- URL: https://ogarev-online.ru/1028-7221/article/view/277339
- DOI: https://doi.org/10.46235/1028-7221-16996-IOG
- ID: 277339
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Оксид графена обладает рядом характеристик, благодаря которым он представляет собой перспективный материал, который может быть использован для ряда биомедицинских приложений, в том числе для различных стратегий борьбы с раковыми заболеваниями. Использование наноматериалов позволяет преодолеть многие ограничения, возникающие при применении традиционных химиотерапевтических методов. Для изучения противоопухолевых препаратов широко используются раковые клеточные линии, в том числе Jurkat, представляющая собой клетки острого Т-лимфобластного лейкоза. Ранее было исследовано влияние наночастиц пегилированного оксида графена на ряд характеристик клеток линии Jurkat, включая метаболизм и апоптоз. Цель данного исследования – изучение влияния наночастиц пегилированного оксида графена с различными параметрами (размер, тип поверхностной функционализации, концентрация) на функциональную активность клеток линии Jurkat, оценивая такие параметры, как жизнеспособность, продукция IL-2 и экспрессия CD69 при наличии либо отсутствии внешней активации.
Клетки линии Jurkat в присутствии разных типов наночастиц оксида графена (100-200 нм и 1-5 мкм; функционализация линейным и разветвленным полиэтиленгликолем (ПЭГ)) в концентрациях 5 мкг/ мл и 25 мкг/мл культивировали в течение 24 часов. Для оценки параметров клеток в условиях внешней стимуляции были подготовлены аналогичные пробы со всеми типами частиц, в которые дополнительно вносили фитогемагглютинин (ФГА) в концентрации 50 мкг/мл. После этого клетки окрашивали красителем Zombie Aqua и антителами к CD69-APC, после чего анализировали на проточном цитометре CytoFlex S. Определяли процент живых клеток, а также экспрессирующих CD69. Далее в супернатантах культур измеряли уровень IL-2 при помощи иммуноферментного анализа.
Установлено, что низкие концентрации частиц не оказывают цитотоксического воздействия, а в условиях внешней активации способны достоверно повышать жизнеспособность клеток. При использовании функционализации линейным ПЭГом частицы размерами 100-200 нм повышают уровень IL-2 и CD69. В условиях стимуляции наблюдается снижение уровня CD69 (при использовании частиц размерами 1-5 мкм, функционализированных разветвленным ПЭГом, в концентрации 25 мкг/мл).
Данное исследование впервые демонстрирует эффекты, оказываемые на функциональную активность клеток линии Jurkat наночастицами пегилированного оксида графена. Показана зависимость от размеров, концентрации и поверхностной функционализации частиц, а также наличия внешнего активатора.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Дарья Игоревна Усанина
Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» Уральского отделения Российской академии наук; ФГАОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
Автор, ответственный за переписку.
Email: usanina_d@mail.ru
младший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии Институт экологии и генетики микроорганизмов, аспирант кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета
Россия, г. Пермь; г. ПермьМария Станиславовна Бочкова
Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» Уральского отделения Российской академии наук; ФГАОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
Email: usanina_d@mail.ru
к.б.н., научный сотрудник лаборатории клеточной иммунологии и нанобиотехнологии, старший преподаватель кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета
Россия, г. Пермь; г. ПермьВалерия Павловна Тимганова
Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» Уральского отделения Российской академии наук
Email: usanina_d@mail.ru
к.б.н., научный сотрудник лаборатории клеточной иммунологии и нанобиотехнологии
Россия, г. ПермьСветлана Анатольевна Заморина
Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» Уральского отделения Российской академии наук; ФГАОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
Email: usanina_d@mail.ru
д.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории клеточной иммунологии и нанобиотехнологии, профессор кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета
Россия, г. Пермь; г. ПермьСписок литературы
- Заморина С.А., Храмцов П.В., Раев М.Б., Тимганова В.П., Бочкова М.С., Нечаев А.И., Шунькин Е.О., Хазиахматова О.Г., Малащенко В.В., Литвинова Л.С. Взаимодействие наночастиц оксида графена с клетками линии Jurkat в системе Cell-IQ // Доклады Российской академии наук. Науки о жизни, 2021. Т. 501, № 1. С. 573-579. [Zamorina S.A., Khramtsov P.V., Rayev M.B., Timganova V.P., Bochkova M.S., Nechaev A.I., Shunkin E.O., Khaziakhmatova O.G., Malaschenko V.V., Litvinova L.S. Graphene oxide nanoparticels interaction with Jurkat cell line in Cell-IQ system. Doklady Rossiyskoy akademii nauk. Nauki o zhizni = Reports of the Russian Academy of Sciences. Life Sciences, 2021, Vol. 501, no. 1, pp. 438-443. (In Russ.)]
- Тимганова В.П., Власова В.В., Бочкова М.С., Шардина К.Ю., Ужвиюк С.В., Храмцов П.В., Раев М.Б., Заморина С.А. Влияние пегилированного оксида графена на метаболизм клеток линии Jurkat // Доклады российской академии наук. Науки о жизни, 2023. Т. 512, № 1. С. 288-291. [Timganova V.P., Vlasova V.V., Bochkova M.S., Shardina K.Yu., Uzhviyuk S., Khramtsov P.V., Rayev M.B., Zamorina S.A. Effect of PEGylated graphene oxide nanoparticles on the metabolism of jurkat cells. Doklady Rossiyskoy akademii nauk. Nauki o zhizni = Reports of the Russian Academy of Sciences. Life Sciences, 2023, Vol. 512, pp. 288-291. (In Russ.)]
- Усанина Д.И., Ужвиюк С.В., Заморина С.А. Влияние наночастиц оксида графена на апоптоз T-лимфоцитов и клеток линии Jurkat // Российский иммунологический журнал, 2023. Т. 26, № 3. С. 409-414. [Usanina D.I., Uzhviyuk S.V., Zamorina S.A. Effect of graphene oxide nanoparticles on apoptosis of T-lymphocytes and Jurkat cells. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2023, Vol. 26, no. 3, pp. 409-414. (In Russ.)] doi: 10.46235/1028-7221-9635-EOG.
- 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.
- Cheng Z., Li M., Dey R., Chen Y. Nanomaterials for cancer therapy: current progress and perspectives. J. Hematol. Oncol., 2021, Vol. 14, no. 1, 85. doi: 10.1186/s13045-021-01096-0.
- Duong C.P., Westwood J.A., Yong C.S., Murphy A., Devaud C., John L.B., Darcy P.K., Kershaw M.H. Engineering T cell function using chimeric antigen receptors identified using a DNA library approach. PLoS One, 2013, Vol. 8, no. 5, e63037. doi: 10.1371/journal.pone.0063037.
- Gioia L., Siddique A., Head S.R., Salomon D.R., Su A.I. A genome-wide survey of mutations in the Jurkat cell line. BMC Genomics, 2018, Vol. 19, no. 1, 334. doi: 10.1186/s12864-018-4718-6.
- Khramtsov P., Bochkova M., Timganova V., Nechaev A., Uzhviyuk S., Shardina K., Maslennikova I., Rayev M., Zamorina S. Interaction of graphene oxide modified with linear and branched PEG with monocytes isolated from human blood. Nanomaterials, 2022, Vol. 12, no. 1, 126. doi: 10.3390/nano12010126.
- Liu Z., Robinson J.T., Tabakman S.M., Yang K., Dai H. Carbon materials for drug delivery & cancer therapy. Mater. Today, 2011, Vol. 14, no. 7-8, pp. 316-323.
- Priyam J., Saxena U. Therapeutic applications of carbon nanomaterials in renal cancer. Biotechnol. Lett., 2023, Vol. 45, no. 11-12, pp. 1395-1416.
- Schneider U., Schwenk H.-U., Bornkamm G. Characterization of ebv-genome negative null and t cell lines derived from children with acute lymphoblastic leukemia and leukemic transformed non-hodgkin lymphoma. Int. J. Cancer, 1977, Vol. 19, no. 5, pp. 621-626.
- Wu Q., Yang Z., Nie Y., Shi Y., Fan D. Multi-drug resistance in cancer chemotherapeutics: mechanisms and lab approaches. Cancer Lett., 2014, Vol. 347, no. 2, pp. 159-166.
Дополнительные файлы
