V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Наночастицы золота, обладающие целым рядом уникальных характеристик (оптические свойства, прочность, высокая площадь поверхности), в основном используются в диагностических целях.

На современном этапе установлено, что наночастицы золота способны разрушать кровеносные сосуды раковой опухоли, на основании этого сделано предположение, что механизм повреждения сосудов связан с ингибированием фактора роста эндотелия (VEGF). Получены данные об избирательной миграции золотых наночастиц, нагруженных антителами, к соответствующим раковым клеткам. У многих раковых клеток на всей их поверхности есть белок, известный как рецептор эпидермального фактора роста (EFGR), тогда как здоровые клетки обычно не экспрессируют этот белок. Конъюгация (или связывание) наночастиц золота с антителами против EFGR, обычно называемыми анти-EFGR, позволила исследователям обеспечить связывание наночастиц с самими раковыми клетками. Поэтому изучаются свойства NPG в качестве радимодификаторов для использования их в качестве мишеней для повреждения опухоли. Дальнейшее усовершенствование диагностических подходов, основанных на использовании наночастиц золота, связано с разработкой методов функционализации поверхности этих наночастиц с помощью углеводов и повышения чувствительности наносенсоров на основе золотых наночастиц с «профилизацией» их диагностических возможностей.

Поэтому стремительно возрастает актуальность необходимости изучения токсикокинетики золотых наночастиц на материале экспериментальных животных для дальнейшей экстраполяции на организм человека.

Материал и методы: для работы использованы 5 крыс-самцов линии СВА, которых разделили на 3 группы: 1. Контрольная интактная (чистый контроль, 1 крыса), содержащаяся в одинаковых условиях температурно-влажностного режима, освещения и питания с экспериментальными; 2. 2-я контрольная группа ( 1 крыса), которой подкожно вводили 0,5 мл 0,01M раствор NaCl; 3. Экспериментальная группа, которой подкожно вводили наночастицы золота (NPG) (3 крысы). Топография введения наночастиц золота и физиологического раствора была идентична – задняя поверхность проксимальной трети бедра задней конечности. Время введения инъекций в группе контроля и эксперимента было также одинаковым, в 10.00, для исключения влияний суточных циркадных ритмов. В 3-й экспериментальной группе вводили 0,5 мл взвеси NPG в 50% разведении в 0,01M растворе NaCl (0,15 гЛ; рН 7,3-7,4; стабилизированной 0,5% альгиновой кислотой на 0,01М р-р NaCl). Размеры наночастиц в коллоидном растворе достигали 10-20 нм. Получены коллоидные наночастицы золота в институте химии ДВО РАН, Владивосток).

Через 5 дней крыс забивали, выделяли мягкие ткани проксимальной трети заднего бедра, включая лимфоидную ткань паховой области, а затем классическим способом изготавливали парафиновые блоки. Полученные срезы депарафинировали, а затем окрашивали стандартной методикой гематоксилин-эозином. Иллюстративный материал получен на микроскопе Olympus Bx51 с цифровой фотокамерой СDх25, а затем проанализирован с помощью оригинальных морфометрических компьютерных программ фирмы Olympus.

Результаты и их обсуждение. Установлено, что в группах контроля в алгоритме забора материала через 5 дней морфологических изменений тканей не обнаружено. Типичное строение соединительной ткани, стенки кровеносных сосудов, мышечной ткани, кожи и лимфоузлов паховой области задней конечности крыс прослеживалось во все дни забора материала.

Материал, полученный в эксперименте от крыс, получавших подкожные инъекции наночастиц золота, позволил установить явления выраженной периваскулярной лейкоцитарной инфильтрации вокруг стенки кровеносных сосудов вблизи контаминации наночастиц в ткани. Обнаруживались кровеносные сосуды различного калибра, в которых идентифицируется гипертрофия и гибель эндотелиоцитов, разрушение базальной мембраны. Цитоплазма эндотелиоцитов выбухает в просвет эндотелия, причём на стороне сосуда, прилежащей к зоне введения наночастиц. На 5-е сутки золотые наночастицы идентифицируются в свободном состоянии, также окружающие контаминат лейкоциты начинают их постепенно фагоцитировать. Количество наночастиц в цитоплазме макрофагов наблюдалось от единичных до полной заполненности цитоплазмы наночастицами.

Нами отмечено, что в окружающей введённые наночастицы ткани происходит выброс лизосом макрофагами, а также миграция лейкоцитов в направлении кровеносных сосудов. Отмечено, что основная масса макрофагов идентифицируется только вблизи стенки кровеносных сосудов, а также мигрирующей через стенку кровненосных сосудов. Также в сосудах наблюдается гибель части макрофагов с выходом наночастиц золота в кровь. Как и другие вторы, мы наблюдали выход в ткани с инъекцией наночастиц золота не только лейкоцитарного пула, но и эритроцитарного (Abdelhalim MA., 2012).

Полученные данные о динамике миграции наночастиц золота имеют значение для разработки диагностических и лечебных мероприятий. Необходимо реализовать диагностические и лечебные мероприятия при лечении опухолей до истечения 5-х суток после локального подкожного введения наночастиц золота, так как к этому времени большая их часть подвергается фагоцитозу и мигрирует в различных направлениях от места введения, поэтому эффективность лечебных мероприятий в поздние сроки будет снижена.

Таким образом, нами получены данные, подтверждающие способность эффекторных клеток фагоцитарного звена, нагруженных золотыми наночастицами, разрушать сосудистую стенку, приводящую к увеличению её проницаемости за счёт гибели эндотелия. Мы предполагаем, что механизм снижения фактора роста эндотелия и отсутствие ангиогенеза в опухоли связан с дезактивацией макрофагов, прекращающих вырабатывать VEGF, вследствие фагоцитирования большого количества наночастиц.

Код для цитирования: Скопировать