Работа была поддержана грантом Российского научного фонда, результаты опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences.
Наночастицы оксида церия рассматриваются как перспективный класс биомедицинских материалов благодаря их способности нейтрализовать активные формы кислорода - молекулы, играющие ключевую роль в развитии воспаления, старения и ряда хронических заболеваний. Однако предметом дискуссий долгое время оставалась потенциальная токсичность этих частиц.«Ученые Сеченовского университета с коллегами из разных научных, образовательных и производственных организаций показали, что наночастицы оксида церия, полученные разными способами, не оказывают токсического действия и способны защищать клетки от окислительного стресса и повреждений ДНК. Результаты исследования открывают возможности для создания новых препаратов для регенеративной медицины и терапии заболеваний, связанных с воспалением», - отметили в пресс-службе.
Соавторы статьи Екатерина Силина, Евгения Празднова и Сергей Емельянцев во время исследования. Источник: Екатерина Силина / Сеченовский Университет
Теперь ученые провели системную оценку безопасности и биологической активности наночастиц. Для этого они использовали бактериальные биосенсоры - генетически модифицированные клетки кишечной палочки, которые меняют интенсивность свечения в ответ на повреждение ДНК и развитие окислительного стресса. Ученые протестировали три типа наночастиц оксида церия: стабилизированные цитратом, декстраном и не имеющие покрытия. Эксперименты показали, что при физиологических концентрациях ни один из вариантов не проявляет выраженной токсичности - жизнеспособность клеток и их метаболическая активность практически не менялись.
Физико-химическая характеризация наночастиц с антиоксидантными и антимутагенными свойствами. ТЭМ-изображения наночастиц CeO2 (увеличенное изображение, размер линейки 5 нм) и электрограмма. Источник: Екатерина Силина / Сеченовский Университет
При этом наночастицы продемонстрировали выраженные защитные свойства. Так, частицы с цитратным покрытием эффективно нейтрализовали перекись водорода - один из ключевых факторов окислительного стресса - снижая повреждение клеток более чем на 60%. Частицы с декстраном показали наибольшую способность предотвращать повреждение ДНК, вызванное мутагенами. Отдельно было показано, что исследованные наночастицы не обладают прооксидантными и генотоксическими свойствами, то есть не запускают процессы, способные приводить к повреждению клеток.
На основе наночастиц оксида церия могут создаваться материалы с выраженным противовоспалительным и заживляющим действием. В перспективе такие разработки могут быть востребованы при лечении хронических ран и язв, воспалительных заболеваний, а также в терапии состояний, связанных с окислительным стрессом.
