Вплив наночастинок на основі рідкісноземельних елементів на осмотичну адаптацію еритроцитів

  • O. K. Pakulova Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, пл. Свободи 4, Харків, 61022, Україна
  • V. K. Klochkov Інститут сцинтиляційних матеріалів НАН України, пр. Науки 60, Харків, 61072, Україна
  • N. S. Kavok Інститут сцинтиляційних матеріалів НАН України, пр. Науки 60, Харків, 61072, Україна
  • I. A. Kostina Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, пл. Свободи 4, Харків, 61022, Україна
  • A. S. Sopotova Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, пл. Свободи 4, Харків, 61022, Україна
  • V. A. Bondarenko Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, пл. Свободи 4, Харків, 61022, Україна
Ключові слова: наночастинки, рідкоземельні елементи, еритроцити, гіпертонічний лізис, осмотична адаптація

Анотація

Унікальні характеристики наночастинок (НЧ) на основі рідкіснооземельних елементів (РЗЕ) роблять їх перспективними для використання у молекулярній та клітинній біології. Однак особливості їх взаємодії з біосистемами на різних структурних рівнях та вплив на функціонування живих клітин лишаються мало вивченими. У даній роботі методом спектрофотометрії оцінювали вплив НЧ на основі діелектричних нанокристалів діоксиду церію та ортованадатів гадолінію та ітрію, з різним форм-фактором, а також комплексу НЧ-холестерин на адаптацію еритроцитів людини до гіпертонічного лізису в 4 М NaCl у різних умовах передінкубації. Показано, що зміна рівня ушкодження клітин при осмотичному навантаженні в присутності НЧ залежить від геометричних параметрів останніх. Адаптації до гіпертонічного лізису сприяють як екстрамалі (розміром 2 нм) здатні проникати крізь плазматичну мембрану сферичні НЧ СеО2 та GdYVO4:Eu3+, так і більші (8´30 нм) зерноподібні НЧ GdVO4:Eu3+, щоадсорбуються на зовнішній поверхні мембрани, а також комплекс сферичних НЧ GdYVO4:Eu3+ з холестерином. Виявлено також, що склад наночастинок визначає характер їх стабілізуючого впливу на клітини. Так, при концентрації 0,1 г/л ортованадатні НЧ більш ефективно захищають клітини від гемолізу при нетривалій, а НЧ діоксиду церію - при тривалій передінкубації в сахарозно-сольовому середовищі. Встановлено, що НЧ сприяють адаптації клітин до осмотичного навантаження за допомогою різних механізмів - через стабілізацію мембрани при адсорбції на поверхні клітин і/або через проникнення в клітину.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Bouzigues С. Biological applications of rare-earth based nanoparticles / Cedric Bouzigues, Thierry Gacoin, Antigoni Alexandrou // ACS Nano. – 2011. – V. 5 (11). – P. 8488-8505.

Magnitnye nanochasticy: metody polucheniya, stroenie i svojstva /S. P. Gubin, Ju. A. Koksharov, G. B. Homutov, G. Ju. Jurkov // Uspehi himii. - 2005. - T. - 74. - S. 539–574.

Klochkov V. Vodnye kolloidnye rastvory nanolyuminoforov nReVO4:Eu3+ (Re — Y, Gd, La) / V. Klochkov // Nanostrukturnoe materialovedenie. – 2009. - №2. – S. 3-8.

Jeffekt specificheskogo vzaimodejstvija nanokristallov GdYVO4:Eu3+ s jadrami kletok / V. K. Klochkov, N. S. Kavok, Ju.V. Maljukin, V. P. Seminozhenko // Dopovidi Nacіonal'noї akademії nauk Ukraїni. – 2010. – № 10. – S. 81-86.

Ferrari M. Cancer nanotechnology: opportunities and challenges / M. Ferrari // Nat. Rev. Cancer. – 2005. – V. – 5 (3). – P. 161-171.

Multifunctional rare-Earth vanadate nanoparticles: luminescent labels, oxidant sensors, and MRI contrast agents / M. Abdesselem, M. Schoeffel, I. Maurin, [et al] // ASC Nano. – 2014. – V. 8 (11). – P. 11126-11137.

Mitochondrial potential (ΔΨm) changes in single rat hepatocytes: The effect of orthovanadate nanoparticles doped with rare-earth elements / N.S. Kavok, K.A. Averchenko, V.K. Klochkov, [et al] // European Physical Journal: E Soft Matter and Biological Physics. – 2014. – V. 37 (12). – P. 127.

Single europium-doped nanoparticles measure temporal pattern of reactive oxigen spesies production inside cells / D. Casanova, C. Bouzigues, T. Nguyen, [et al] // Nat Nanotechnol. – 2009. – V. 4. – P. 581-585.

Hennys R. Byomembrany: Molekulyarnaya struktura y funktsyy / R. Hennys ; per s anhl. – M.: Yzd-vo «Myr», 1997. – 624 s.

Vlijanie sostava i osmoljarnosti sredy na ustojchivost' jeritrocitov k osmoticheskomu i temperaturnomu shoku: avtoref. dis. na soiskanie nauchn. stepeni kand. biol. nauk: spec. 03.00.22 "Kriobiologija" / Vladimir Vladimirovich Pozdnjakov. - Har'kov, 1989. - 16 s.

Inorganic phosphate nanorods are a novel fluorescent label in cell biology/ C. Patra, R. Bhattacharya, S. Patra [et al.] // J. Nanobiotechnology. – 2006. – V. 4. – P. 11.

Frhlich E. Cellular targets and mechanisms in the cytotoxic action of non-biodegradable engineered nanoparticles /E. Frhlich // Curr Drug Metab. – 2013 – V. – 14 (9). – P. 976-988.

Tongtao Yue. Molecular modeling of membrane responses to the adsorption of rotating nanoparticles: promoted cell uptake and mechanical membrane rupture / Y. Tongtao , Z. Xianren, Н. Fang // Soft Matter. – 2015. – V. – 11. – P. 456-465.

Apatite nanoparticles strongly improve red blood cell cryopreservation by mediating trehalose delivery via enhanced membrane permeation./ M. Stefanic, K. Ward, H. Tawfik [et al.] // Biomaterials. – 2017. – V. -140. – P.138-149.

Wrapping of nanoparticles by membranes. / A. Bahrami, M. Raatz, J. Agudo-Canalejo [et al.] // Adv Colloid Interface Sci. – 2014. – V. – 208. – P.214-224.

Pat. 108011 Ukraina, MPK A61K 9/10, A61K 47/02, S07J9/00. Sposib otrymannia vodnoi dyspersii kholesterynu / V. K. Klochkov : vlasnyk Instytut stsyntyliatsiinykh materialiv NAN Ukrainy. - № 2013 08642 : zaiavl. 09.07.2013 : opubl. 10.03.2015, Biul. № 5.

Sposobnost' nanochastic na osnove ortovanadatov k identifikacii in vitro i inaktivacii in vivo stvolovyx rakovyx kletok. A. N. Gol'cev, N. N. Babenko, Yu. A. Gaevskaya [i dr.] // Nanosistemi, nanomaterіali, nanotexnologії. – 2013. -Т. 11., № 4. - S. 729–739. Rezjume rus., ukr., angl. – Bіblіogr. : s. 738.

Belous A. Mehanizmy razvitija holodovogo povrezhdenija membran kletok / Apollon Belous, Valerij Bondarenko // Kriobiologija i kriomedicina. - 1981. - № 9. - P. 3-17.

Цитовано
0 статей
Як цитувати
Pakulova, O., Klochkov, V., Kavok, N., Kostina, I., Sopotova, A., & Bondarenko, V. (1). Вплив наночастинок на основі рідкісноземельних елементів на осмотичну адаптацію еритроцитів. Біофізичний вісник, 1(37), 42-50. https://doi.org/10.26565/2075-3810-2017-37-05
Розділ
Біофізика клітини