Агрегаційна стійкість наночастинок на основі рідкісноземельних елементів в різному мікрооточенні та біологічних середовищах

Актуальність. На сьогоднішній день актуальним завданням сучасної медицини і фармації є створення нових лікарських форм, здатних підвищити терапевтичну ефективність уже відомих лікарських речовин, знизити побічні ефекти, збільшити комфортність лікування для пацієнта. Одним із найперспективніших напрямів у цій галузі є використання різних наноматеріалів, серед яких привертають увагу наноматеріали на основі рідкісноземельних елементів (РЗЕ). В той же час, питання щодо зв'язку біологічної активності наноматеріалів з їх фізико-хімічними властивостями, а також особливостей взаємодії з мікрооточенням в біосистемах залишаються дискусійними. Мета роботи. Оцінити агрегаційну стійкість наночастинок (НЧ) на основі РЗЕ в інкубаційних середовищах різного складу та роль окремих чинників у стабілізації НЧ в біологічному мікрооточенні. Методи дослідження. В дослідженнях визначали агрегаційну стійкість наночастинок GdYVO4:Eu3+, LaVO4: Eu3+, CeO2, GdVO4:Eu3+ для чого використовували методи динамічного та електрофоретичного рoзсіювання світла. Інкубацію НЧ проводили в 5% глюкозі або буферах: 50 мМ Трис буфер (з рiзними рН фізіологічного діапазону); середовище Ігла МЕМ; Кребс-Рінгер буфер pH 7,4; HBSS-буфер (HEPES-buffered-saline-solution) pH 7,4, за відсутності або присутності 0,2% БСА, протягом 30 хвилин та 24 годин. Охарактеризовано також вплив окремих компонентів біологічних буферних розчинів (глутатіон окиснений та відновлений) на процеси агрегації. Результати. Результати показали, що на відміну від стабілізуючого впливу розчину 5% глюкози, в сольових системах відбувається значна агрегація наночастинок. Найбільший ступінь агрегації зазначено в середовищі Ігла МЕМ та Кребс-Рінгер буфера. Додавання до всіх середовищ 0,2% альбуміну перешкоджало агрегації. При взаємодії наночастинок з імуноглобуліном спостерігалося збільшення гідродинамічного діаметру, особливо значне для деяких типів наночастинок вже при найменших з використаних концентрацій білку. Сприяв агрегації всіх типів ортованадатних НЧ в кислому середовищі (Трис-буфері рН=6,7) окислений, але не відновлений глутатіон. Висновки. Агрегативна стабільність НЧ в сольових інкубаційних середовищах значно підвищується за присутності сироваткового альбуміну, що пов’язано зі змінами співвідношення електростатичного та стеричного компонентів взаємодії НЧ з мікрооточенням

Age-associated features of mitochondrial potential (ΔΨm) changes induced by rare-earth based nanoparticles

Age-specific effects of redox-active nanoparticles (NPs) (rare-earth orthovanadates and CeO₂) of various geometrical parameters on mitochondrial potential (ΔΨm) have been studied in isolated rat hepatocytes. It was shown that extra small (1-2 nm) CeO₂ NPs at high concentrations cause a slight decrease of ΔΨm only in the hepatocytes of 3-month-old rats. The orthovanadate NPs suppress ΔΨm in concentration-dependent manner, whereas the sensitivity of mitochondria to the lower NPs concentration is higher for 20 month-old rats. Thiol protector glutathione was shown to prevent completely NPs-induced ΔΨm decrease. For the old animals, thiol protection against the NPs as well as exogenic pro-oxidants (H₂O₂ and t-BHP) action was more expressed. ΔΨm stabilization in the presence of the NPs was observed at pro-oxidant conditions only for the young rats. It was suggested that the reduction of mitochondrial functions under effect of the orthovanadate NPs is due to increase of reactive oxygen species (ROS) production, and it had age-related character and depended on the thiol buffer system