Влияние формы наночастиц оксида железа на физико-химические свойства и цитотоксичность по отношению к клеточным культурам злокачественных опухолей человека

Современные методы лечения раковых опухолей имеют побочные эффекты, главным из которых является атака лекарствами здоровых клеток в дополнение к опухолевым клеткам-мишеням.  При локализации таких методов только на опухолевых клетках  возможно создание более эффективных способов лечения.  Магнитные наночастицы, сравнимые по размеру с такими биологическими объектами, как клетки, могут выступать в качестве многофункциональных агентов для комплексной терапии (гипертермия, адресная доставка лекарств) и биовизуализации (МРТ). Форма наночастиц влияет на их биологическую активность, динамику в организме и физико-химические свойства. Таким образом, определена цель исследования - выявление влияния формы наночастиц оксида железа, гидрофилизированных полимером Pluronic, на физико-химические свойства и цитотоксичность по отношению к клеточным культурам злокачественных опухолей .

Методом термического разложения металлорганических прекурсоров в высококипящих растворителях были получены наночастицы магнетита разной формы: наносферы (Sp), нанокубики (Cb), октаэдры (Octh), гексагональные (Hp) и квадратные (Ct) нанопластины. Форма наночастиц обуславливается селективной адсорбцией стабилизаторов на гранях растущих зародышей.  Далее наночастицы переведены в более биосовместимую среду с помощью магнитного перемешивания с неионогенным ПАВом Pluronic F127. Рентгенофазовый анализ подтвердил наличие фазы магнетита во всех образцах. По результатам магнитных исследований коэрцитивная сила составила 65,99 Э для Sp и 45,48 Э для Cb.

Таблица 1.

Образец	Размер, нм	Размер кристаллитов, нм	Размер частиц с Pluronic, нм	Период решетки, нм	Дзета- потенциал, мВ	Фазовый состав
Sp	20	16	129	0,8373 ± 0,0004	-19,2	100 % Fe3O4
Cb	18	21	100	0,8420 ± 0,0004	-29,9	100 % Fe3O4
Octh	55	47	185	0,8395 ± 0,0004	-30,3	100 % Fe3O4
Hp	19	17	179	0,8375 ± 0,0004	-23,5	100 % Fe3O4
Ct	19	24	118	0,8386 ± 0,0004	-24,4	100 % Fe3O4

 Цитотоксичность наносфер (Sp) и нанокубиков (Cb) магнетита протестирована на клеточных культурах PC3 и LNCaP рака простаты человека. 

Рисунок 1 - Цитотоксичность Sp и Cb по отношению к PC3 культуре через 48 часов (в μg/ml указана концентрация железа)

Рисунок 2 - Цитотоксичность Sp и Cb по отношению LNCaP культуре через 48 часов.

По полученным данным была выявлена несколько большая токсичность Cb по сравнению с Sp. Культура LNCaP оказалась более чувствительной к наночастицам. 

Научные руководители - к. х. н. Низамов Т. Р.; к.ф.-м.н. Савченко А. Г.; д.х.н. Мажуга А. Г.