Структурно-функціональні показники ізольованих гепатоцитів щурів у присутності наночасток на основі європію та гадолінію
Анотація
Досліджено вплив наночасток на основі європію та гадолінію GdVO4:Eu3+(-) на показники про-антиоксидантного балансу та активність низки ферментів ізольованих гепатоцитів щурів. Актуальність роботи пов’язана з дослідженнями, що спрямовані на вивчення механізмів взаємодії наночасток з компонентами клітин біологічних об’єктів. Для корекції деяких метаболічних порушень перспективними є редоксактивні наночастки на основі рідкоземельних металів. Одними з них є наночастки на основі європію та гадолінію GdVO4:Eu3+(-). Ці наночастки мають сферичну форму, заряд, здатні надходити до клітин, є редоксактивними. Однак, невідомо, з якими молекулами та надмолекулярними комплексами вони можуть взаємодіяти та через це впливати на метаболізм. Метою даної роботи було вивчення показників про-антиоксидантного балансу, активності ферментів обміну глутатіону, а також активності деяких ферментів азотного обміну гепатоцитів щурів у присутності наночасток на основі європію та гадолінію GdVO4:Eu3+(-). Гепатоцити інкубували з наночастками протягом 2 та 14 годин, потім спричинювали їх лізис і в лізатах визначали показники ПОЛ, активність каталази та ферментів обміну глутатіону, вміст SH-груп, активність ферментів азотного обміну – аланін-, аспартат-, тирозинамінотрансфераз та аргінази. У середовищі інкубації визначали активність ЛДГ та амінотрансфераз як маркерів пошкодження мембран. Встановлено, що інкубація з наночастками не спричинювала посилення ПОЛ та пошкодження плазматичних мембран гепатоцитів. Виявлено вплив даних наночасток на вміст тіолових груп та активність ферментів обміну глутатіону, що може свідчити про їх здатність впливати на стан глутатіонової ланки системи антиоксидантного захисту. Інкубація гепатоцитів з наночастками практично не впливала на активність ферментів азотного метаболізму, що є свідченням локальної дії наночасток на основі європію та гадолінію GdVO4:Eu3+(-) у клітинах.
Завантаження
Посилання
Аверченко К.А. Механізми впливу редоксактивних наночастинок (ReVO4:Eu3+ і СeО2-х) на біоенергетичні процеси в мітохондріях. Автореф. дис. … канд. фіз.- мат. наук. – Харків, 2016. – 22с. /Averchenko K.A. Mechanisms of the influence of redoxactive nanoparticles (ReVO4: Eu3 + and SeO2-x) on bioenergetic processes in mitochondria. Abstract of PhD theses … phys.-math. sciences. – Kharkiv, 2016. – 22p./
Ганусова Г.В., Каліман П.А. Активність деяких NADP-залежних дегідрогеназ та вміст цитохромів Р-450 і b5 у печінці щурів при введенні хлориду ртуті // Медична хімія. – 2007. – Т.9, №2. – С. 10–13. /Ganusova G.V., Kaliman P.A. Activity of some NADP-dependent dehydrogenases and content of cytochromes Р-450 and b5 in liver of rats at introduction of mercury chloride // Medical Chemistry. – 2007. – Vol.9, no. 2. – P. 10–13./
Нікітченко Ю.В., Падалко В.І., Ткаченко В.М. та ін. Активність глутатіонзалежної антиоксидантної системи печінки і крові щурів залежно від опромінення та раціону харчування // Український біохімічний журнал. – 2008. – Т.80, №6. – С. 66–68. /Nikitchenko Yu.V., Padalko V.I., Tkachenko V.M. et al. Activity of glutathion-dependent antioxidant liver and blood system of rats depending on irradiation and diet // Ukrainian Biochemical Journal. – 2008. – Vol.80, no. 6. – P. 66–68./
Салем А.Э. Взаимодействие митохондриальной аспартатaминотрансферазы с наночастицами коллоидного золота // Вестник Фонда Фундаментальных исследований. − 2014. − №3. – С. 56−62. /Salem A.E. Interaction of mitochondrial aspartate aminotransferase with nanoparticles of colloidal gold // Vestnik of the Fund for Fundamental Research. – 2014. – No. 3. – P. 56–62./
Салем А.Э., Шолух М.В. Влияние наночастиц TiO2 и Fe3O4 на термостабильность митохондриальной аспартатаминотрансферазы // Труды Белорусского государственного университета. – 2014. − Т.9, ч.1. – С. 122−128. /Salem A.E., Sholukh M.V. Influence of TiO2 and Fe3O4 nanoparticles on the thermostability of mitochondrial aspartate aminotransferase // Proceedings of the Belarusian State University. – 2014 – Vol.9, part 1. – P. 122–128./
Северин С.Е., Соловьева Г.А. Практикум по биохимии. – М.: Изд-во Моск. ун-та. – 1989. – 509с.
/Severin S.Ye., Solovyova G.A. Workshop on biochemistry. – Moscow: Publishing house of Moscow University, 1989. – 509 p./
Averchenko K.A., Kavok N.S., Klochkov V.K. et al. Effect of inorganic nanoparticles and organic complexes on their basis on free-radical processes in some model systems // Biopolymers and Cell. – 2015. – Vol.31, no. 2. – P. 138–145.
El-Ansary A., Al-Daihan S. On the toxicity of therapeutically used nanoparticles: an overview // J. Toxicol. – 2009. – Vol.2009: 754810.
Fadeel B., Garsia-Bennett A.E. Better safe than sorry: Understanding the toxicological properties of inorganic nanoparticles manufactured for biomedical applications // Adv. Drug Delivery. – 2010. – Vol.62, no. 3. – P. 362–374.
Ferrari M. Cancer nanotechnology: opportunities and challenges // Nat. Rev. Cancer. – 2005. – Vol.5. – P. 161–171.
Goltsev A.N., Babenko N.N., Gayevskaya Yu.A. et al. Capability of othovanadate-based nanoparticles to in vitro identification and in vivo inhibition of cancer stem cells // Nanosystems, nanomaterials, nanotechnologies. – 2013. – Vol.11, no. 4. – P. 729–739. (In Ukrainian)
Ho D., Wang C.-H.K., Chow E.K.-H. Nanodiamonds: The intersection of nanotechnology, drug development, and personalized medicine // Science Advances. – 2015. – Vol.1, no. 7. – P. 1–14.
Kaur R., Badea I. Nanodiamonds as novel nanomaterials for biomedical applications: drug delivery and imaging systems // International Journal of Nanomedicine. – 2013. – Vol.8. – P. 203–220.
Kavok N.S., Averchenko K.A., Klochkov V.K. et al. Mitochondrial potential (∆Ψm) changes in single rat hepatocytes: The effect of orthovanadate nanoparticles doped with rare-earth elements // The European Physical Journal E. – 2014. – Vol.37. – P. 127–139.
Klochkov V.K., Grygorova A.V., Sedyh O.O. et al. The influence of agglomeration of nanoparticles on their superoxide dismutase-mimetic activity // Colloid and surfaces A: Physikochem. Eng. Aspects. – 2012. – Vol.409. – P. 176–182.
Klochkov V., Kavok N., Grygorova G. et al. Size and shape influence of luminescent orthovanadate nanoparticles on their accumulation in nuclear compartments of rat hepatocytes // Materials Science and Engineering C. – 2013. – Vol.33 (5). – P. 2708–2712.
Klochkov V.K., Kavok N.S., Grigorova A.V. et al. In vivo effects of rare-earth based nanoparticles on oxidative balance in rats // Materials Science and Engineering C. – 2016. – Vol.9, no. 6. – P. 72–81.
Klochkov V.K., Kavok N.S., Malyukin Yu.V. The effect of a specific interaction of nanocrystals GdYVO4: Eu3+ with cell nuclei // Rep. Natl. Acad. Sci. Ukr. – 2010. – Vol.10. – P. 81–86.
Maynard A.D., Aitken R.J., Butz T. et al. Safe handling of nanotechnology // Nature. – 2006. – Vol.444, no. 7117. – P. 267–269.
Michalet X., Pinaud F.F., Bentolila L.A. et al. Quantum dots for live cells, in vivo imaging, and diagnostics // Science. – 2005. – Vol.307, no. 5709. – P. 538–544.
Murclund S., Nordensson J., Back J. Normal Cu, Zn-superoxide dismutase, Mn-Sod, catalase and glutathione peroxidase in Werner’s syndrome // J. Gerontol. – 1981. – Vol.36, no. 4. – Р. 405–409.
Nel A., Xia T., Madler L., Li N. Toxic potential of materials at the nanolevel // Science. – 2006. – Vol.311. – P. 622–627.
Ohkawa H., Ohishi N., Yagi K. Assay for peroxides in animal tissues by thioparbituric acid reaction // Anal. Biochem. – 1979. – Vol.95, no. 2. – P. 351–358.
Piao M.J. Silver nanoparticles induce oxidative cell damage in human liver cells through inhibition of reduced glutathione and induction of mitochondria-involved apoptosis // Toxicology Letters. – 2011. – Vol.201, no. 5. – P. 981–990.
Schepard B. New method for assay of tyrosine transaminase // Anal. Biochem. – 1969. – Vol.30. – P. 443–448.
Unfried K., Albrecht C., Klotz L.O. et al. Cellular responses to nanoparticles: target structures and mechanisms // Nanotoxicology. – 2007. – Vol.1. – P. 52–71.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої її публікації на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License 4.0 International (CC BY 4.0), яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи.
