Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Исследования по проекту выполнялись в строгом соответствии с планом работ. Дендритные клетки (ДК) были получены из моноцитов донорской периферической крови путем цитокиновой стимуляции по модифицированной методике. Аутентичность полученных зрелых и незрелых ДК была подтверждена по их иммунофенотипу методом проточной цитофлуориметрии. Цитотоксичность магнитных наночастиц (МНЧ) оксида железа (маггемит) сферической формы (диаметр ~ 14 нм), полученных методом лазерного испарения мишени, в отношении ДК оценивали в диапазоне концентраций от 1 до 250 мкг/см2 площади поверхности пластика с адгезированными клетками (от 4 до 1000 мкг/мл дифференцировочной среды). Согласно результатам МТТ-теста было установлено, что МНЧ обладают умеренной цитотоксичностью в отношении ДК, токсический эффект проявлялся лишь при высоких концентрациях. Влияние МНЧ на дифференцировку ДК из моноцитов и функциональную активность полученных клеток характеризовали по экспрессии клетками рецепторов CD86, CD40, CCR7, CD11c, CD1a, CD83, HLA-DR, а также по секреции ими цитокинов. Эффект МНЧ на экспрессию рецепторов был более выражен при более высокой концентрации МНЧ. Частицы позитивно влияли на экспрессию костимулирующего рецептора CD40, но негативно на CD86. МНЧ не оказывали влияния на экспрессию антигенпрезентирующего рецептора HLA-DR, но снижали экспрессию CD1a. Секрецию ДК цитокинов определяли методом ИФА. Присутствие МНЧ сопровождалось увеличением секреции клетками как провоспалительных (TNFα, IL-1β, IL-6), так и противовоспалительных (IL-10) цитокинов. Уровень секреции прямо зависел от концентрации МНЧ. ДК, полученные в результате дифференцировки моноцитов, предварительно нагруженных наночастицами, фиксировали глутаровым альдегидом и окрашивали раствором гекасцианоферрата (II) калия с добавлением соляной кислоты. Реакция сопровождалась интенсивным синим окрашиванием железосодержащих наночастиц. Для определения степени акцепции МНЧ клетками был разработан полуколичественный метод с использованием алгоритмов компьютерного зрения. Предложенная технология является колориметрической и основана на измерении интенсивности света в RGB-спектре (красный-зеленый-синий) микроскопических изображений ДК, окрашенных берлинской лазурью. Установлено, что окрашивание берлинской лазурью служит надежным визуальным маркером для оценки поглощения клетками МНЧ. Сегментация и извлечение значений RGB-спектра из окрашенных клеток позволили провести детальный анализ распределения средних интенсивностей красного-зеленого-синего цветов спектра на клетку при различных исходных концентрациях МНЧ в ростовой среде в диапазоне концентраций от 0 до 8 мкг/см2. Выявлена сильная корреляция между интенсивностью света в RGB-спектре и концентрацией МНЧ в суспензии. Акцепция МНЧ клетками была также подтверждена с помощью проточной цитофлуориметрии. Установлено, что дифференцированные в присутствии МНЧ дендритные клетки имели, в среднем, более высокие показатели бокового светорассеяния. Это означало, что МНЧ сохранялись в ДК за весь период дифференцировки из моноцитов и после снятия клеток с пластика и многократной отмывки при подготовке клеток к цитометрии. Были разработаны приемы синтеза микросфер на основе геля 2-гидроксиэтилметакрилата (р-НЕМА) в качестве транспортной платформы для ДК, нагруженных МНЧ. Синтез гелей осуществляли методом суспензионной полимеризации. Установлено, что размер образцов соответствует логнормальному распределению с математическим ожиданием 204 мкм и стандартным отклонением 53,3 мкм. Полидисперсность образцов, рассчитанная как частное от деления среднемассового диаметра на среднечисленный диаметр микросфер, составляла 1,14. Гидрофильность полученных образцов характеризовали по величине равновесной степени набухания в воде, которую определяли методом термогравиметрии. Морфологию микросфер исследовали с использованием сканирующей электронной микроскопии. Степень набухания образцов р-НЕМА составляла ~4. Рельеф поверхности микросфер оказался неоднороден и образован большим количеством выступающих микроскопических элементов, сформированных глобулярными агрегатами макромолекул. Внутренняя структура микросфер оказалась образована крупными порами микронного размера. Визуализация микросфер в жидкой среде (вода) была тестирована методом эхолокации с использованием ультразвукового аппарата медицинского назначения. Было установлено, что микросферы р-НЕМА, синтезированные в качестве транспортной платформы для ДК, имели хорошую эхогенность. Максимальная яркость отраженного эхосигнала варьировала от 25 до 180 единиц по шкале серого, среднее значение составило 76. Микросферы также хорошо визуализировались в потоке жидкости в экспериментах на гидродинамическом стенде. Образцы не слипались, была возможность отследить линии тока воды. В целом, за первый год работы по проекту были получены результаты по всем заявленным задачам исследования. Результаты нашли отражение в пяти журнальных статьях, из которых четыре в изданиях, индексируемых в международных базах цитирования WoS и/или Scopus, а также в трех статьях в сборнике трудов молодежной конференции. В рамках трех конференций были представлены четыре доклада, из которых два на английском языке. Результаты работы также были освещены в форме интервью на порталах интернет изданий УрФУ (https://urfu.ru/ru/news/55275/) и "Научная Россия" (https://scientificrussia.ru/articles/upravlaemaa-terapia-magnitnye-nanocasticy-dla-lecenia-raka-razrabotali-na-urale), которые были перепечатаны в той или иной форме в ряде электронных средствах массовой информации. Кроме того, исследования по проекту были популяризированы в лекции, представленной очно на Всероссийском форуме «Знание» (https://znanierussia.ru/events/znanienauka-193586).