Дослідження впливу мікроструктури наноматеріалів на утворення пухлинними клітинами багатоклітинних сфероїдів

Abstract

В роботі досліджується вплив різних концентрацій надструктурних матеріалів, а саме, цибулиноподібного вуглецю (оніонів), ультрадисперсних алмазів (УДА) та фуллеренів (С₆₀) на утворення багатоклітинних сфероїдів. Хімічний склад та ступінь очищення наноматеріалів контролюється за допомогою ІЧ-Фур’є-спектроскопії. Сила та напрямок впливу наноматеріалів на клітинну популяцію було визначено за допомогою Пірсонового коефіцієнта кореляції. Продемонстровано, що оніони й УДА знижують адгезійні та когезійні якості клітин та стимулюють утворення великої кількости клітинних сфероїдів об’ємом біля 10⁻³ мм³ . Натомість вплив фуллеренів, понижуючи адгезію клітин до субстрату, спричиняє утворення клітинних аґреґатів, більших за 4∙10⁻³ мм³ . Одержані дані можуть бути використаними для спрямованого росту клітин у тривимірній культурі.

The effect of different concentrations of superstructural materials, namely, onion-like carbon (onions), ultradispersed diamonds (UDD), and fullerenes (С₆₀), on the formation of multicellular spheroids is investigated. Chemical composition and purity of nanomaterials are controlled by the Fourier IR spectroscopy. The strength and direction of the impact of nanomaterials on the cell population are determined, using the Pearson’s correlation coefficient. The results demonstrate that the UDD and onions reduce adhesion and cohesive abilities of cells and stimulate fabrication of high number of cell spheroids of about 10⁻³ mm³ . The fullerenes reduce cell adhesion to the substrate and cause the formation of cell aggregates larger than 4∙10⁻³ mm³ . These results can be useful for achievement of the directed cell growth in three-dimensional culture.

В работе исследуется влияние различных концентраций наноструктурных материалов, а именно, луковицеобразного углерода (онионы), ультрадисперсних алмазов (УДА) и фуллеренов (С₆₀) на образование многоклеточных сфероидов. Химический состав и степень чистоты наноматериалов контролируются с помощью ИК-Фурье-спектроскопии. Сила и направление влияния наноматериалов на клеточную популяцию оцениваются с помощью коэффициента корреляции Пирсона. В результате продемонстрировано, что онионы и УДА снижают адгезионные и когезионные качества клеток и стимулируют образование большого числа клеточных сфероидов объёмом около 10⁻³ мм³ , а фуллерены, снижая адгезию клеток к субстрату, вызывают образование клеточных агрегатов объёмом более 4∙10⁻³ мм³ . Полученные данные могут быть использованы для направленного роста клеток в трёхмерной культуре.