МАГНИТОФОРЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФЕТАЛЬНЫХ ФИБРОБЛАСТОВ ЧЕЛОВЕКА, МАРКИРОВАННЫХ СУПЕРПАРАМАГНИТНЫМИ НАНОЧАСТИЦАМИ ОКСИДА ЖЕЛЕЗА, СТАБИЛИЗИРОВАННЫМИ ЦИТРАТОМ



Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

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 синим и 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. Магнитофоретиче-ское 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 клеточного пласта 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.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В Турчин

Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака

Донецк

Ю. А Лёгенький

Донецкий национальный университет

Донецк

М. В Солопов

Донецкий национальный университет

Донецк

А. Г Попандопуло

Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака

Донецк

С. В Беспалова

Донецкий национальный университет

Донецк

Э. Я Фисталь

Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака

Донецк

Список литературы

  1. von Bahr L., Batsis I., Moll G. еЬ al. Analysis of tissues following mesenchymal stromal cell therapy in humans indicates limited longterm engraftment and no ectopic tissue formation. Stem Cells 2012; 30(7): 1575-8.
  2. Yanai A., Hafeli U.O., Metcalfe A.L. еЬ al. Focused magnetic stem cell targeting to the retina using superparamagnetic iron oxide nanoparticles. Cell Transplant. 2012; 21: 1137-48.
  3. Chaudeurge A., Wilhelm C., Chen-Tournoux A. at al. Can magnetic targeting of magnetically labeled circulating cells optimize intramyocardial cell retention? Cell Transplant. 2012; 21: 679-91.
  4. Wang Y., Chen Q., Gan C. ot al. A review on magnetophoretic immunoseparation. J. Nanosci. Nanotechnol. 2016; 16(3): 2152-63.
  5. Wilhelm C. Out-of-equilibrium microrheology inside living cells. Phys. Rev. Lett. 2008; 101: 028101.
  6. Czugala M., Mykhaylyk O., Bohler P. 8t al. Efficient and safe gene delivery to human corneal endothelium using magnetic nanoparticles. Nanomedicine (Lond.) 2016; 11(14): 1787-800.
  7. Barakat N.S. Magnetically modulated nanosystems: a unique drug-delivery platform. Nanomedicine (Lond.) 2009; 4(7): 799-812.
  8. Li Y.W., Chen Z.G., Wang J.C. 8t al. Superparamagnetic iron oxide-enhanced magnetic resonance imaging for focal hepatic lesions: systematic review and meta-analysis. World J. Gastroenterol. 2015; 21(14): 4334-44.
  9. Lin M.M., Kim D.K., El Haj A.J. 8t al. Development of superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONS) for translation
  10. to clinical applications. IEEE Trans. Nanobioscience 2008; 7(4): 298-305.
  11. Ito A., Kamihira M. Tissue engineering using magnetite nanoparticles. Prog. Mol. Biol. Transl. Sci. 2011; 104: 355-95.
  12. Connell J.J., Patrick P.S., Yu Y. 8t al. Advanced cell therapies: targeting, tracking and actuation of cells with magnetic particles. Regen. Med. 2015; 10(6): 757-72.
  13. Wimpenny I., Markides H., El Haj A.J. Orthopaedic applications of nanoparticle-based stem cell therapies. Stem Cell Res. Ther. 2012; 3(2): 13.
  14. Laurent S., Forge D., Port M. 8t al. Magnetic iron oxide nanoparticles: synthesis, stabilization, vectorization, physicochemical characterizations, and biological applications. Chem. Rev. 2008; 108: 2064-110.
  15. Colombo M., Carregal-Romero S., Casula M.F. 8t al. Biological applications of magnetic nanoparticles. Chem. Soc. Rev. 2012; 41: 4306-34.
  16. Wilhelm C., Gazeau F. Universal cell labeling with anionic magnetic nanoparticles. Biomaterials 2008; 29: 3161-74.
  17. Zhu X.M., Wang Y.X., Leung K.C. 8t al. Enhanced cellular uptake of aminosilane-coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles in mammalian cell lines. Int. J. Nanomedicine 2012; 7: 953-64.
  18. Cromer Berman S.M., Walczak P., Bulte J.W. Tracking stem cells using magnetic nanoparticles. Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol. 2011; 3: 343-55.
  19. Hofmann-Amtenbrink M., Hofmann H., Montet X. Superparamagnetic nanoparticles - a tool for early diagnostics. Swiss Med. Wkly. 2010; 140: w13081.
  20. Weissleder R., Stark D.D., Engelstad B.L. et al. Superparamagnetic iron oxide: pharmacokinetics and toxicity. AJR Am. J. Roentgenol. 1989; 152: 167-73.
  21. Nigam S., Barick K.C., Bahadur D. Development of citrate-stabilized Fe3O4 nanoparticles: Conjugation and release of doxorubicin for the rapeuticapplications. J. Magnetism and Mag. Mater. 2011; 323: 237-43.
  22. Li L., Mak K., Leung C. ot al. Effect of synthesis conditions on the properties of citric-acid coated iron oxide nanoparticles. Microelectron. Eng. 2013; 110: 329-34.
  23. Rad A.M., Janic B., Iskander A.S. ot al. Measurement of quantity of iron in magnetically labeled cells: comparison among different UV/VIS spectrometric methods. Biotechniques 2007; 43: 627-8.
  24. Landazuri N., Tong S., Suo J. et al. Magnetic targeting of human mesenchymal stem cells with internalized superparamagnetic iron oxide nanoparticles. Small 2013; 9: 4017-26.
  25. Vanecek V., Zablotskii V., Forostyak S. et al. Highly efficient magnetic targeting of mesenchymal stem cells in spinal cord injury. Int. J. Nanomedicine 2012; 7: 3719-30.
  26. Naveau A., Smirnov P., Menager C. et al. Phenotypic study of human gingival fibroblasts labeled with superparamagnetic anionic nanoparticles. J. Periodontol. 2006; 77(2): 238-47.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2017


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: 

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах