Автор AZoNano 12 февраля 2021

]

Исследователи из научно-образовательного центра «Умные материалы и биомедицинские приложения» провели совместную междисциплинарную исследовательскую работу по разработке нового подхода к лечению лейкемии с помощью наноматериалов.

Исследовательскую группу возглавляла Катерина Левада, ей также помогали сотрудники из Центра иммунологии и клеточной биотехнологии Балтийского федерального университета им. Иммануила Канта.

Исследователи исследовали, как магнитные наночастицы могут использоваться в среде in vitro для получения избирательного противоопухолевого эффекта. Новый метод основан на комбинированном воздействии постоянных магнитных полей и наночастиц на раковые клетки человека.

Лейкоз, также называемый лимфобластным лейкозом, является наиболее распространенным типом рака крови у подростков и детей. Это заболевание влияет на костный мозг и вызывает деградацию иммунной системы у людей. Он вызывает от 75% до 80% острых лейкозов, которые также поражают взрослых.

Существующие методы лечения лейкемии основаны на химиотерапии; однако химиотерапия очень дорогостоящая, и, хотя она токсична для опухолевых клеток, она также может повлиять на весь организм человека. Следовательно, для преодоления этих барьеров срочно требуются новые стратегии с использованием наноматериалов. В своем новом исследовании команда применила непрерывные магнитные поля и магнитные наночастицы.

Для своего анализа исследователи также использовали магнитные наночастицы оксида железа, поскольку они предлагают потенциальную основу для разработки биомедицинских приложений.

Это биосовместимые материалы, и в будущем они могут быть изменены, например, они могут быть покрыты многочисленными оболочками, а также могут быть модифицированы флуоресцентными метками (для микроскопических методов).

Для разработки целевых противоопухолевых препаратов необходимо изучить влияние используемого материала как на опухоли, так и на здоровые клетки организма. Мононуклеарные клетки – первая линия клеток крови человека – были использованы в качестве модели здоровых клеток. Клетки лимфобластного лейкоза человека являются второй линией клеток под уникальным названием «Jurkat».

Таким образом, исследователи смогли одновременно проанализировать влияние наночастиц и магнитных полей как на раковые, так и на здоровые клетки человека. В качестве источников магнитного поля они использовали постоянные магниты, которые были прикреплены в фиксированном положении к культуральным пластинам.

Затем они поддержали постоянные магниты, чтобы избежать смещения во время экспериментов.

После того, как все необходимые компоненты были размещены, культуральные планшеты, содержащие клетки, также были размещены наверху планшетов – такой подход обеспечивал равномерное распределение магнитных полей на поверхности планшетов, содержащих лунки с клетками.

Результаты исследования показали, что комбинированное действие магнитных полей и наночастиц после 24-часовой обработки повлияло на клетки Jurkat, то есть их жизнеспособность снизилась. Было замечено, что оксиды железа проникают в опухолевые клетки и вызывают выброс активных форм кислорода, нарушая клеточные процессы.

В частности, исследователей интересовал тот факт, что эта «терапия» никоим образом не подавляла здоровые клетки (мононуклеарные клетки крови человека).

Таким образом, использование наночастиц на основе оксидов железа с оптимизированными характеристиками (форма, размер, химический состав) позволит в будущем достичь терапевтического эффекта за счет генерации активных форм кислорода в раковых клетках. Разница в восприимчивости здоровых клеток организма и опухолевых клеток к воздействию наночастиц обеспечит избирательный терапевтический эффект и, следовательно, минимизирует побочные эффекты .

Лариса Литвинова, доктор медицинских наук, директор Центра иммунологии и клеточной биотехнологии, Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта

Катерина Левада из Лаборатории биомедицинских приложений Научно-образовательного центра «Умные материалы и биомедицинские приложения» добавила: « Междисциплинарный подход в этом исследовании, а именно совместная работа ученых из разных областей науки, позволил нам, чтобы продемонстрировать взаимодействие этих наноматериалов с клеточными культурами и, таким образом, выявить потенциальное прикладное значение наших разработок ».

Мы также выражаем огромную благодарность нашим сотрудникам – Центру иммунологии и клеточной биотехнологии БФУ им. М.В. Ларисы Литвиновой за совместный интересный и продуктивный научный проект .

Катерина Левада, к.б.н., заведующая лабораторией биомедицинских приложений научно-образовательного центра «Умные материалы и биомедицинские приложения»

Ссылка на журнал:

Пшеничникова С., и др. . (2021) Контроль окислительного стресса в клетках Jurkat как модель лечения лейкемии . Журнал магнетизма и магнитных материалов . doi.org/10.1016/j.jmmm.2020.167623.

Источник: https://eng.kantiana.ru/[19459008visible