В статье представлено исследование поглощения Pr ³⁺ : наночастиц LaF3 клетками A-549 (карцинома легких) с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и проточной цитометрии. Наночастицы Pr ³⁺ : LaF3 являются многообещающей платформой для клеточных нанодатчиков.

Целью работы было изучение влияния морфологии наночастиц (нанопластинок и наносфер) на цитотоксичность и динамику клеточного поглощения.

В методе проточной цитометрии клетки проходят через небольшую трубку (в виде потока) и облучаются лазером. Клетки рассеивают лазерный свет, и эта эффективность рассеяния может дать новую информацию о некоторых процессах внутри клетки. Метод ПЭМ позволяет визуализировать клетки с пространственным разрешением 0,2 нм (10 ^-9 м).

И нанопластинки, и наносферы легко интернализуются клетками A-549 посредством макропиноцитоза после 2, 10 и 24 часов воздействия наночастиц. Наночастицы не наблюдались в ядрах клеток и других органеллах. Во время макропиноцитоза образуются относительно крупные везикулы (0,2-5 мкм). Эксперименты с проточной цитометрией показали, что интернализованные наночастицы увеличивают оптическую неоднородность клеток, что приводит к увеличению интенсивности бокового рассеянного света на ~ 10% без какой-либо динамики в течение 24 часов (для обоих морфотипов наночастиц). Вероятно, это можно объяснить тем, что макропиноцитоз – это динамический процесс, и некоторые макропиноциты появляются и перемещаются в цитоплазме; в свою очередь, другие макропиносомы возвращаются на клеточную поверхность мембраны и высвобождают содержимое во внеклеточное пространство; следовательно, равновесие достигается.

Наконец, нанопластинки и наносферы имеют низкую вязкость и легко усваиваются клетками. Эти факты открывают путь к созданию нанодатчиков для клеток.

Люминесценция Pr ³⁺ : наночастицы LaF3 (форма спектра) зависит от температуры в физиологическом температурном диапазоне (от 20 до 60 ºC). Этот факт, а также наноразмерность Pr ³⁺ : LaF3 открывают путь к измерению температуры на уровне клеток с пространственным разрешением менее одного микрометра. Такие датчики температуры важны в фундаментальной биологии и фармацевтике. Эти датчики позволяют изучать термодинамические реакции клеток на внешние факторы (лекарства и физические условия). Эта информация очень важна для доклинических исследований лекарств.

Для дальнейшего развития исследования авторы планируют обеспечить целевую ориентацию наночастиц на конкретную клеточную органеллу. Это свойство может быть достигнуто путем создания специальной биосовместимой оболочки вокруг наночастицы Pr ³⁺ : LaF3. Эта оболочка должна содержать особые органические молекулы, обеспечивающие прикрепление к определенной органелле клетки. Есть также план получить температурную карту всей клетки под микроскопом.

Источник: https://eng.kpfu.ru/[19459009visible