Analýza poškození DNA, lipidů a proteinů v potkaních kmenových mesenchymálních buňkách po značení kobaltnatozinečnatými feritovými nanočásticemi obalenými amorfní silikou

Abstract

Nanomateriály jsou v současnosti předmětem intenzivního výzkumu díky jejich možnému využití na poli biomedicíny, optiky a elektroniky. Připravili jsme a testovali nanočástice na bázi feritů s kobaltem a zinkem (Co0.5Zn0.5Fe2O4+γ [CZF-NPs]) obalované amorfní silikou, které by měly sloužit jako kontrastní látka pro sledování transplantovaných buněk v organismu pomocí magnetické rezonance (MRI). Potkaní mesenchymální buňky (rMSC) byly inkubovány 48 h s nízkou, střední nebo vysokou koncentrací (0,05, 0,11 nebo 0,55 mmol) nanočástic nebo se silikou (Si-NPs, 0,11 mmol) sloužící jako negativní kontrola. Internalizace nanočástic byla potvrzena pomocí elektronové transmisní mikroskopie. Biologické účinky byly hodnoceny ihned po expozici a po dalších 72 h v čerstvém médiu bez nanočástic. Pomocí značení annexinem V/PI nebyl odhalen žádný rozdíl v cytotoxicitě (v úmrtnosti buněk, pozn. překl.) mezi jednotlivými skupinami buněk, pouze nejvyšší koncentrace nanočástic snížila přírůstek buněk a zvýšila poškození DNA, které se projevilo jako vyšší počet zlomů a oxidovaných bází. U těchto buněk bylo nalezeno také zvýšení koncentrace 15-F2t-isoprostanu a karbonylových skupin, což svědčilo pro oxidativní poškození u tohoto vzorku. Žádné poškození (makromolekul) nebylo pozorováno u nízké koncentrace nanočástic. I buňky inkubované s touto nejnižší koncentrací nanočástic prokázaly dostatečné relaxační časy v opakovaných MRI experimentech a ICP-MS potvrdila dostatečné množství nanočástic uvnitř buněk. Tyto výsledky podporují možné využití silikou obalovaných CZF-NPs v nízkých netoxických koncentracích jako intracelulární kontrastní látky pro MRI.