Поиск Кабинет

Магнитофоретические свойства фетальных фибробластов человека, маркированных суперпарамагнитными наночастицами оксида железа, стабилизированными цитратом

Гены & Клетки: Том XII, №1, 2017 год, стр.: 47-53

Авторы

Турчин В.В., Лёгенький Ю.А., Солопов М.В., Попандопуло А.Г., Беспалова С.В., Фисталь Э.Я.

DOI: 10.23868/201703007

 Клеточная трансплантология является актуальным и активно развивающимся направлением регенеративной медицины, но эффективность её часто остаётся относительно низкой при ряде показаний для применения. С помощью магнитных наночастиц и магнитных полей можно повысить эффективность трансплантации клеток. Суперпарамагнитные наночастицы оксида железа (SPION) являются наиболее перспективными для магнитоуправляемой доставки клеток in vivo.

Цель настоящего исследования – оптимизация методики магнитной маркировки клеток с помощью SPION, стабилизированных цитратом (SPION-Cit), относящихся к анионным магнитным наночастицам. Объектом магнитного маркирования были выбраны фетальные фибробласты человека (ФФЧ) в качестве модели здоровых клеток человека. Дозы наночастиц составляли 100, 200, 300 и 500 мкг Fe/мл; время инкубации 1, 2 и 3 ч. Эффективность магнитной маркировки клеток оценивали с помощью
магнитофореза в специальной камере с использованием дискового NdFeB магнита диаметром 6 мм и толщиной 3 мм, с индукцией 0,255 Тл: определяли скорость движения магнитомаркированных клеток в градиентном магнитном поле и рассчитывали их магнитную восприимчивость. Жизнеспособность магнитомаркированных фибробластов оценивали методом окрашивания трипановым синими с помощью МТТ-теста.

Величина магнитной восприимчивости магнитомаркированных ФФЧ зависела от дозы наночастиц и времени инкубации. Дальность захвата магнитомаркированных клеток магнитом была в пределах 3–4 мм. Магнитофоретическое движение контрольных ФФЧ отсутствовало. Магнитомаркированные ФФЧ в пределах концентраций наночастиц 100-300 мкг Fe/мл и времени инкубации 1–3 ч. сохраняли жизнеспособность. При концентрации 500 мкг Fe/мл наблюдали частичную гибель клеток и отслоение клеточногопласта от поверхности культурального флакона (начальные признаки отслоения наблюдали при режиме мечения 300 мкг Fe/мл, 3 ч.).

По результатам исследования были определены оптимальные параметры магнитного маркирования ФФЧ SPION-Cit – концентрация наночастиц 100 мкг Fe/мл, время инкубации 3 ч., обеспечивающие дальность захвата клеток магнитом на расстоянии 4 мм.

Ключевые слова: суперпарамагнитные наночастицы оксида железа, фетальные фибробласты человека, магнитофорез.

 

Magnetophoretic properties of human fetal fibroblasts magnetically labeled with citrate stabilized
superparamagnetic iron oxide nanoparticles

Cell transplantology is a perspective and actively developing field of regenerative medicine, but its effectiveness often remains relatively low for some indications. Appliance of magnetic nanoparticles and magnetic fields can increase efficacy of cell transplantation. Superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPION) is a most prospective type of magnetic nanoparticles for magnetically controlled targeting of cells in vivo.
In the investigation human fetal fibroblasts were labeled with citrate stabilized SPION (SPION-Cit) that refer to anionic magnetic nanoparticles. 100, 200, 300 and 500 μg Fe/ml doses of magnetic nanoparticles and incubation times of 1, 2 and 3 h were used. The effectiveness of magnetic labeling of cells was evaluated by magnetophoresis in a special chamber using disk NdFeB magnet with diameter
of 6 mm and thickness of 3 mm and field induction of 0,255 T: magnetophoretic velocity of magnetized cells in magnetic field gradient was assessed and their magnetic susceptibility was calculated. Viability of magnetically labeled cells was evaluated by trypan blue staining and MTT-test.
The value of magnetic susceptibility of magnetically labeled fetal fibroblasts was dose and incubation time depended. A capture distance of labeled cell with the magnet was in a range of 3-4 mm. Magnetophoretic movement of control fibroblasts was not observed. Viability of labeled cells was
not decreased substantially in ranges of nanoparticles concentrations 100-300 μg Fe/ml and incubation times 1-3 h. In the concentration of 500 μg Fe/ml partial cell death and exfoliation of cell layer from culture flask observed (signs of low grade exfoliation also observed in the labeling conditions
of 300 μg Fe/ml for 3 h). According to our data, most optimal conditions for magnetic labeling of human fetal fibroblast with SPION-Cit is particles concentration 100 μg Fe/ml for 3 h, which provides the capture distance of labeled cells with the magnet about 4 mm.

Keywords: superparamagnetic iron oxide nanoparticles, human fetal fibroblasts, magnetophoresis.

 

Подняться вверх сайта