Определение пределов количественной оценки степени интернализации наночастиц γ-Fe2O3 культурами мезенхимальных стромальных клеток человека
- Авторы: Бурбан Е.А.1, Фадеев Ф.А.2,3, Сафронов А.П.1,4, Бляхман Ф.А.1,3, Терзиян Т.В.1, Незнахин Д.С.1, Юшков А.А.1, Курляндская Г.В.1
-
Учреждения:
- Уральский федеральный университет
- Институт медицинских клеточных технологий
- Уральский государственный медицинский университет
- Институт электрофизики Уральского отделения РАН
- Выпуск: Том 86, № 6 (2024)
- Страницы: 687-699
- Раздел: Статьи
- Статья получена: 29.05.2025
- Статья опубликована: 15.12.2024
- URL: https://gynecology.orscience.ru/0023-2912/article/view/681002
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0023291224060023
- EDN: https://elibrary.ru/VLRUNM
- ID: 681002
Цитировать
Аннотация
В работе исследована культура костномозговых мезенхимальных стромальных клеток (МСК) человека, выращенная в виде монослоя в питательной среде, в которую введена стабилизированная водная суспензия магнитных наночастиц (МНЧ) маггемита (γ-Fe2O3), синтезированных электрофизическим методом лазерного испарения мишени. Предложен способ стабилизации суспензии в условиях питательной среды с высокой ионной силой. Проведена качественная оценка возможности интернализации (либо закрепления на клеточной мембране, либо проникновения внутрь клеточного пространства) МНЧ клетками при помощи оптической, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии и СКВИД-магнитометрии. Приведен сравнительный анализ структуры и магнитных свойств и сделаны предположения об особенностях акцепции МНЧ клетками в данной системе. Установлено, что предельным значением, которое достоверно можно анализировать в биологическом образце рассматриваемого типа с МНЧ данного типа является величина около 0.005 мг. Обнаружено, что в рассматриваемом интервале исходных концентраций МНЧ в биологических образцах на основе МСК человека уровень накопления магнитных наночастиц в клеточных культурах зависит от их концентрации.
Полный текст

Об авторах
Е. А. Бурбан
Уральский федеральный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: e.a.mikhnevich@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002
Ф. А. Фадеев
Институт медицинских клеточных технологий; Уральский государственный медицинский университет
Email: e.a.mikhnevich@urfu.ru
Россия, ул. Карла Маркса, 22А, Екатеринбург, 620026; ул. Репина, 3, Екатеринбург, 620028
А. П. Сафронов
Уральский федеральный университет; Институт электрофизики Уральского отделения РАН
Email: e.a.mikhnevich@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002; ул. Амундсена, 106, Екатеринбург, 620016
Ф. А. Бляхман
Уральский федеральный университет; Уральский государственный медицинский университет
Email: e.a.mikhnevich@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002; ул. Репина, 3, Екатеринбург, 620028
Т. В. Терзиян
Уральский федеральный университет
Email: e.a.mikhnevich@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002
Д. С. Незнахин
Уральский федеральный университет
Email: e.a.mikhnevich@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002
А. А. Юшков
Уральский федеральный университет
Email: e.a.mikhnevich@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002
Г. В. Курляндская
Уральский федеральный университет
Email: e.a.mikhnevich@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002
Список литературы
- Pankhurst Q.A., Connolly A.J., Jones S.K., Dobson J. Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine // J. Phys. D. 2003. V. 36. № 13. P. R167. https://doi.org/10.1088/0022-3727/36/13/201
- Фролов Г.И., Бачина О.И., Завьялова М.М., Равочкин С.И. Магнитные свойства наночастиц и Зd-металлов // Журнал Технической Физики. 2008. Т. 78. № 8. С. 101–106
- Курляндская Г.В., Сафронов А.П., Щербинин С.В., Бекетов И.В., Бляхман Ф.А., Макарова Э.Б., Корч М.А., Свалов А.В. Магнитные наночастицы, полученные электрофизическими методами: фокус на биомедицинские приложения // Физика твердого тела. 2021. Т. 63. № 9. C. 1290–1304.https://doi.org/10.21883/FTT.2021.09.51255.17H
- Камзин А.С. Мессбауэровские исследования магнитных наночастиц Fe и для гипертермических применений // Физика тв. тела. 2016. Т. 58. № 3. С. 519–525.
- Geilich B.M., Gelfat I., Sridhar S., van de Ven A.L., Webster T.J. Superparamagnetic iron oxide-encapsulating polymersome nanocarriers for biofilm eradication // Biomaterials. 2017. V. 119. P. 78–85. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2016.12.011
- Khawja Ansari S.A.M., Ficiara E., Ruffinatti F.A., Stura I., Argenziano M., Abollino O., Cavalli R., Guiot C., D’Agata F.. Magnetic Iron oxide nanoparticles: synthesis, characterization and functionalization for biomedical applications in the central nervous system // Materials. 2019. V. 12. № 3. P. 465. https://doi.org/10.3390/ma12030465
- Dvorak H.F. Tumors: wounds that do not heal. Similarities between tumor stroma generation and wound healing // N. Engl. J. Med. 1986. V. 315, P. 1650–1659. https://doi.org/10.1056/nejm198612253152606
- Grossman J.H., McNeil S.E. Nanotechnology in Cancer Medicine // Phys. Today. 2012. V. 65. № 8. P. 38–42.https://doi.org/10.1063/PT.3.1678
- Kurlyandskaya G.V., Litvinova L.S., Safronov A.P., Schupletsova V.V., Tyukova I.S., Khaziakhmatova O.G., Slepchenko G.B., Yurova K.A., Cherempey E.G., Kulesh N.A., Andrade R., Beketov I.V., Khlusov I.A. Water-based suspensions of iron oxide nanoparticles with electrostatic or steric stabilization by chitosan: fabrication, characterization and biocompatibility // Sensors. 2017. V. 17. № 11. P. 2605. https://doi.org/10.3390/s17112605
- Beketov I.V., Safronov A.P., Medvedev A.I., Alonso J., Kurlyandskaya G.V., Bhagat S.M. Iron oxide nanoparticles fabricated by electric explosion of wire: focus on magnetic nanofluids // AIP Adv. 2012. V. 2. P. 022154.https://doi.org/10.1063/1.4730405
- Kotov Yu.A. Electric explosion of wires as a method for preparation of nanopowders // J. Nanopart. Res. 2003. V. 5. № 5. P. 539–550. https://doi.org/10.1023/B:NANO.0000006069.45073.0b
- Melnikov G.Yu., Lepalovskij V.N., Svalov A.V., Safronov A.P., Kurlyandskaya G.V. Magnetoimpedance thin film sensor for detecting of stray fields of magnetic particles in blood vessel // Sensors. 2021. V. 21. P. 3621. https://doi.org/10.3390/s21113621
- Prilepskii A.Y., Fakhardo A.F., Drozdov A.S., Vinogradov V.V., Dudanov I.P., Shtil A.A., Bel’tyukov P.P., Shibeko A.M., Koltsova E.M., Nechipurenko D.Y., Vinogradov V.V. Urokinase-conjugated magnetite nanoparticles as a promising drug delivery system for targeted thrombolysis: synthesis and preclinical evaluation // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018. V. 10. P. 36764–36775. https://doi.org/10.1021/acsami.8b14790
- Graham L., Orenstein J.M. Processing tissue and cells for transmission electron microscopy in diagnostic pathology and research // Nat. Protoc. 2007. V. 2. P. 2439–2450. https://doi.org/10.1038/nprot.2007.304
- Kulesh N.A., Novoselova I.P., Safronov A.P., Beketov I.V., Samatov O.M., Kurlyandskaya G.V., Morozova M., Denisova T.P. Total reflection x-ray fluorescence spectroscopy as a tool for evaluation of iron concentration in ferrofluids and yeast samples // J. Magn. Magn. Mater. 2016. V. 415. P. 39–44. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.01.095
- Safronov A.P., Beketov I.V., Komogortsev S.V., Kurlyandskaya G.V., Medvedev A.I., Leiman D.V., Larranaga A., Bhagat S.M. Spherical magnetic nanoparticles fabricated by laser target evaporation // AIP Adv. 2013. V. 3. P. 052135. https://doi.org/10.1063/1.4808368
- Zborowski M., Chalmers J. Magnetic Cell Separation (Elsevier, 2008), P. 486.
- Novoselova I.P., Safronov A.P., Samatov O.M., Beketov I.V., Medvedev A.I., Kurlyandskaya G.V. Water based suspensions of iron oxide obtained by laser target evaporation for biomedical applications // J. Magn. Magn. Mater. 2016. V. 415. P. 35–38. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.01.093
- Kurlyandskaya G.V., Novoselova Iu.P., Schuplet-sova V.V., Andrade R., Dunec N.A., Litvinova L.S.,Safronov A.P., Yurova K.A., Kulesh N.A., Dzyuman A.N., Khlusov I.A. Nanoparticles for magnetic biosensing systems // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2017. V. 431. P. 249–254. https://doi.org/101016/j.jmmm.2016.07.056
- Safronov A.P., Beketov I.V., Tyukova I.S., Medvedev A.I., Samatov O.M., Murzakaev A.M. Magnetic nanoparticles for biophysical applications synthesized by high-power physical dispersion // J. Magn. Magn. Mat. 2015. V. 383. P. 281–287. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2014.11.016
- Tscharnuter W.W. Photon correlation spectroscopy in particle sizing // Encyclopedia of Analytical Chemistry, Ed. by R. A. Meyers (JohnWiley & Sons Ltd., 2001). P. 5469. https://doi.org/10.1002/9780470027318.a1512
Дополнительные файлы
