Учёные Сеченовского университета совместно с коллегами из других организаций доказали: наночастицы оксида церия, полученные разными способами, не токсичны и способны защищать клетки от окислительного стресса и повреждения ДНК. Эксперименты на бактериальных биосенсорах показали, что при физиологических концентрациях частицы не снижают жизнеспособность клеток. При этом их эффективность зависит от покрытия: цитратное покрытие снижает повреждение от перекиси водорода более чем на 60%, а декстрановое лучше предотвращает мутации ДНК. Частицы не обладают прооксидантными и генотоксическими свойствами. Исследование открывает путь к созданию препаратов для регенеративной медицины, лечения хронических ран, воспалительных заболеваний и даже защиты от радиации. Работа поддержана грантом РНФ.
Наночастицы оксида церия уже давно рассматривают как перспективный материал для биомедицины — они умеют нейтрализовать активные формы кислорода, которые запускают воспаление, старение и хронические болезни. Но вопрос безопасности долгое время оставался открытым: непонятно было, насколько такие частицы сами по себе вредны для клеток.
Исследователи из Сеченовского университета вместе с коллегами из других научных и производственных организаций провели системную оценку. Они использовали бактериальные биосенсоры — генетически модифицированные клетки кишечной палочки, которые меняют свечение в ответ на повреждение ДНК или окислительный стресс. Тестировали три типа частиц: стабилизированные цитратом, декстраном и без покрытия.
При физиологических концентрациях ни один из вариантов не проявил выраженной токсичности. Жизнеспособность клеток и их метаболическая активность практически не менялись. Более того, частицы показали защитные свойства. Цитратное покрытие эффективно нейтрализовало перекись водорода — ключевой фактор окислительного стресса — снижая повреждение клеток более чем на 60%. Декстрановое покрытие лучше всего предотвращало повреждение ДНК, вызванное мутагенами.
Исследованные наночастицы не запускают процессы, которые сами ведут к повреждению клеток — у них нет прооксидантных и генотоксических свойств.
Заведующая лабораторией наук о жизни профессор Екатерина Силина, руководитель проекта РНФ, пояснила: «Мы не только подтвердили безопасность различных типов наночастиц оксида церия, но и показали, что они обладают выраженными антиоксидантными и антимутагенными свойствами. При этом эффективность зависит от их состава, что позволяет подбирать оптимальный вариант под конкретную медицинскую задачу. Антиоксидантные и антимутагенные свойства разрабатываемых нанокомпозитов полезны для создания не только регенеративных и антимикробных продуктов, но и для средств защиты от разных форм радиации».
Полученные данные дополняют предыдущие работы сеченовцев: на основе этих наночастиц уже создают материалы с противовоспалительным и заживляющим действием. В перспективе разработки могут применяться при лечении хронических ран, язв, воспалительных заболеваний и состояний, связанных с окислительным стрессом. Дальнейшие исследования будут проверять эффективность и безопасность уже на доклинических и клинических моделях.
