Зміна стабільності геному та мітохондріального потенціалу пухлинних клітин у системі in vivo внаслідок впливу наноферомагнетиків з різними розмірами наночастинок

Abstract

У системі in vivo досліджували трансмембранний мітохондріальний потенціал та стабільність геному пухлинних клітин внаслідок дії наноферомагнетиків з різними розмірами наночастинок. Оцінку генотоксичного впливу наноферомагнетиків на пухлинні клітини та зміну їхнього мітохондріального потенціалу проводили із застосуванням мікроядерного тесту та мітохондріального флуоресцентного зонду JC-1. Встановлено, що наноферомагнетики з діаметром наночастинок 40 та 100 нм у концентрації 3 мг/кг істотно не знижували трансмембранний потенціал мітохондрій та у незначній мірі збільшували частоту мікроядер пухлинних клітин. Зазначено, що наночастинки заліза у концентрації 6 мг/кг виявляли різнонаправлений характер змін мітохондріального потенціалу та частоти мікроядер в залежності від їхнього розміру. Доведено, що наночастинки заліза з меншим діаметром викликали суттєве зростання трансмембранного потенціалу мітохондрій пухлинних клітин на фоні незмінної кількості мікроядер, а з більшим діаметром – навпаки. Отримані дані можуть слугувати важливим критерієм для подальших досліджень у експериментальній онкології для створення оптимальної системи цілеспрямованої доставки протипухлинних препаратів до тканини-мішені.

В сравнительном аспекте исследована стабильность генома и трансмембранный потенциал опухолевых клеток животных с асцитной карциномой Эрлиха под действием наноферромагнетиков с разными размерами наночастиц. Показано, что наноферромагнетики с диаметром наночастиц 40 и 100 нм в концентрациях 3 мг/кг существенно не изменяют трансмембранный потенциал митохондрий и геном опухолевых клеток. Установлен разнонаправленный характер изменений этих показателей под действием наноферромагнетиков в концентрациях 6 мг/кг. Показано, что наночастицы железа меньшего диаметра вызывали увеличение трансмембранного потенциала митохондрий опухолевых клеток на фоне неизменяющегося количества микроядер, а большего диаметра – наоборот. Полученные результаты дают возможность предполагать наличие различных путей действия наночастиц железа в зависимости от их размера на перечисленные показатели в системе in vivo.

The transmembrane potential and genome stability of tumor cells under nanoferromagnetic action with different sizes of nanoparticles were studied in vivo. An evaluation of the genotoxic influence of nanoeferromagnetics on tumor cells and changes in their mitochondrial potential was carried out with the application of a micronuclei test and mitochondrial fluorescent probe JC-1. Nanoferromagnetics with nanoparticle diameters of 40 and 100 nm at a concentration of 3 mg/kg were not found to deminish the trasmembrane mitochondrial potential and the genome of tumor cells and increase the micronucleus frequency of tumor cells to only a small extent. Iron nanoparticles at a concentration of 6 mg/kg were noted to demonstrate an antidromonous character of the changing mitochondrial potential and micronuclei frequency depending on their size. Iron nanoparticles with a smaller diameter were found to provoke an essential rise in the transmembrane potential of tumor cell metachondria on the background of a constant number of micronuclei, and the opposite was true for those with a greater diameter. The data obtained can serve as an important criterion for further studies in experimental oncology to create an optimal system for delivering anticancer preparations to tissue targets.