Influence of graphene oxide nanoparticles on functional activity of Jurkat cell line

封面

如何引用文章

全文:

详细

Graphene oxide offers properties that make it a promising material for numerous biomedical applications, including various cancer treatment methods. Nanomaterials may overcome certain limitations of conventional chemotherapy. In cancer research, cell lines like Jurkat (T cell acute lymphoblastic leukemia cells) serve as models for investigating tumor treatment strategies. Previous studies have explored the effect of pegylated graphene oxide nanoparticles on some parameters of Jurkat cells, such as metabolism and apoptosis. This study aims to investigate how pegylated graphene oxide nanoparticles, varying in size, surface functionalization, and concentration, influence the functional activity of Jurkat cells, including cell viability, IL-2 production, and CD69 expression, both spontaneously, and following external activation.

Jurkat cells were cultured with different types of graphene oxide nanoparticles (100-200 nm and 1-5 ìm; functionalized with linear and branched polyethylene glycol (PEG)) at concentrations of 5 ìg/ mL and 25 ìg/ mL for 24 hours. For assessment of cell parameters under stimulation with different types of particles, phytohemagglutinin (PHA, 50 ìg/mL) was used. Subsequently, the cells were stained with Zombie Aqua and CD69-APC antibody, followed by flow cytometry analysis (CytoFlex S) to determine the percentage of viable cells and CD69-expressing cells. The presence of IL-2 in cell culture supernatants was quantified using ELISA tests.

It was observed that nanoparticles at low concentrations did not induce cytotoxic effects; cell viability improved after PHA stimulation. Small particles (100-200 nm) coated with linear PEG induced IL-2 production and CD69 expression. However, 1-5 ìm graphene oxide modified with branched PEG at a concentration of 25 ìg/mL led to a decrease in CD69 expression following PHA-stimulation.

It was shown for the first time that pegylated graphene oxide nanoparticles affect the functional activity of Jurkat cells. The influence of particles is dependent on the size, concentration, surface functionalization of graphene oxide, and activation by PHA.

作者简介

D. Usanina

Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch, Russian Academy of Sciences; Perm State University

编辑信件的主要联系方式.
Email: usanina_d@mail.ru

Junior Research Associate, Laboratory of Molecular Immunology, Postgraduate Student, Department of Microbiology and Immunology, Faculty of Biology

俄罗斯联邦, Perm; Perm

M. Bochkova

Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch, Russian Academy of Sciences; Perm State University

Email: usanina_d@mail.ru

PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Cellular Immunology and Nanobiotechnology, Senior Lecturer, Department of Microbiology and Immunology, Faculty of Biology

俄罗斯联邦, Perm; Perm

V. Timganova

Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: usanina_d@mail.ru

PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Cellular Immunology and Nanobiotechnology

俄罗斯联邦, Perm

S. Zamorina

Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch, Russian Academy of Sciences; Perm State University

Email: usanina_d@mail.ru

PhD, MD (Biology), Leading Research Associate, Laboratory of Cellular Immunology and Nanobiotechnology, Professor, Department of Microbiology and Immunology, Faculty of Biology

俄罗斯联邦, Perm; Perm

参考

  1. 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.)]
  2. 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.)]
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. Priyam J., Saxena U. Therapeutic applications of carbon nanomaterials in renal cancer. Biotechnol. Lett., 2023, Vol. 45, no. 11-12, pp. 1395-1416.
  11. 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.
  12. 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.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Усанина Д., Бочкова М., Тимганова В., Заморина С., 2024

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

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».