Влияние магниточувствительных наноразмерных частиц на пул стволовых кроветворных клеток in vitro

Abstract

Изучено in vitro влияние ферримагнитных наночастиц в дозе 10 предельно допустимых концентраций (3 мг/л) на колониеобразующую способность костномозговых прекурсоров гранулоцитопоэза и моноцитопоэза в постоянном магнитном поле с напряженностью 200 Э. Исследовались порошки, полученные методами электрического взрыва проводников (медь, магнетит Fe3O4, смесь гематита α-Fe2O3 с магнетитом) или механохимического синтеза (кобальтовый феррит CoFe2O4). Электронная микроскопия показала средний диаметр частиц в диапазоне 6—65 нанометров. Выявлена специфическая активность нанопорошков в отношении функциональных свойств кроветворных и стромальных клеток, не связанная с их растворением и, тем не менее, имеющая сложную природу. Она зависит от размеров и магнитных характеристик частиц самих порошков, режима и дозы их введения, наличия внешнего магнитного поля. Кроме того, в многоклеточных системах нельзя исключить реакцию коммитированных клеток-предшественников гемопоэза, опосредованную через клетки (факторы) микроокружения, состояние которых у различных индивидуумов и в различных условиях жизнедеятельности весьма изменчиво. Полученные данные открывают новые возможности для создания и целенаправленного использования различных наноразмерных материалов и технологий для индивидуальной терапии.

Вивчено in vitro вплив феримагнетних наночастинок у дозі 10 гранично припустимих концентрацій (3 мг/л) на колонієутворювальну здатність кістковомозкових прекурсорів ґранульоцитопоезу та моноцитопоезу в сталому магнетному полі з напруженістю 200 Е. Досліджувалися порошки, одержані методами електричного вибуху провідників (мідь, магнетит Fe3O4, суміш гематиту α-Fe3O3 з магнетитом) або механохемічної синтези (кобальтовий ферит CoFe2O4). Електронна мікроскопія показала середній діяметерчастинок у діяпазоні 6—65 нанометрів. Виявлено специфічну активність нанопорошків щодо функціональних властивостей кровотворних і стромальних клітин, яка не пов’язана з їхнім розчиненням і має складну природу. Вона залежить від розмірів і магнетних характеристик частинок самих порошків, режиму й дози їх уведення, наявности зовнішнього магнетного поля. Крім того, у багатоклітинних системах не можна виключити реакцію комитованих кліток-попередників гемопоезу, опосередковану через клітини (фактори) мікрооточення, стан яких у різних індивідуумів і в різних умовах життєдіяльности є надто мінливим. Одержані дані відкривають нові можливості для створення й цілеспрямованого використання різних нанорозмірних матеріялів і технологій для індивідуальної терапії.

Effect of ferrimagnetic nanoparticles in the dose of 10 maximum permissible concentrations (3 mg/l) on colony-forming ability of bone-marrow granulocytopoiesis and monocytopoiesis precursors in constant magnetic field with magnetic intensity of 200 Oe is studied in vitro. Powders obtained with method of electric explosion of conductors (Fe3O4 magnetite and mixture of α-Fe2O3 hematite with magnetite) or mechanochemical synthesis (CoFe2O4 cobalt ferrite) are investigated. Electron microscopy showed mean diameter of particles in the range of 6—65 nanometres. Specific activity of nanopowders in respect of functional properties of hemopoietic and stromal cells, which is not connected with their dissolution, but having complex nature, is revealed. It depends on dimensions and magnetic characteristics of powders themselves, conditions and doses of their introduction, presence of external magnetic field. Besides, in multicell systems, one cannot exclude the reaction of committed progenitors of hemopoiesis, mediated through cells (factors) of microenvironment, the state of which is rather variable with different individuals and different vital activities. Data obtained open new possibilities to design and purposely use various nanosize materials and technologies for individual therapy.