INFLUENCE OF CHITOSANMODIFIED MAGNETIC NANOSPHERES ON ERYTHROPOIESIS OF RATS

Full Text

Магнитные наноматериалы обладают свойством суперпарамагнетизма, что делает перспективным их применение в качестве диагностических и терапевтических агентов. После внутривенного введения наночастицы магнетита (НЧМ) накапливаются в органах с развитой системой мононуклеарных фагоцитов [1], в том числе в красном костном мозгу (ККМ) [3]. Однако сведений о влиянии НЧМ и их модифицированных форм на ККМ недостаточно. Цель исследования - изучение влияния однократного внутривенного введения суспензии модифицированных хитозаном магнитных наносфер на эритропоэз в ККМ крыс. Материал и методы. Применяли НЧМ, полученные механохимическим способом в отделе структурной макрокинетики ТНЦ СО РАН (г. Томск). Они имеют сферическую форму, их средний диаметр составляет 7 нм. Суспензию НЧМ готовили в стабилизирующем растворе, содержащем хлорид и цитрат натрия (РЕАХИМ) и динатриевую соль HEPES (AppliChem GmbH). Модифицированные хитозаном магнитные наносферы (ХМН) получали сорбционным способом: подвергали сонификации смесь суспензии НЧМ и раствора хитозана (1 гхитозана/л). Диаметр агломератов частиц в суспензии НЧМ составил 90,4 нм, в суспензии ХМН - 32,5 нм. Белые беспородные крысы-самцы массой 150±10 г были разделены на группы по 40 особей: 1-я группа - интактные животные; 2-я - крысы, подвергшиеся инъекции стабилизирующего раствора (2 мл); 3-я - крысы, подвергшиеся введению суспензии НЧМ (0,14 г (Fe3O4)/кг массы тела (2 мл); 4-я - крысы, подвергшиеся инъекции суспензии ХМН (0,14 г (Fe3O4)/кг массы тела (2,5 мл). Крыс выводили из эксперимента асфиксией CО2 на 1-, 7-, 14-, 21-, 40-, 60-, 90-еи 120-е сутки после инъекции. Работа проведена в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» и Хельсинкской декларацией (1975 г., 2000 г.). На проведение исследования получено разрешение локального этического комитета СибГМУ (№ 17 от 12.10.2015 г.). Из ККМ грудины крыс готовили мазки, которые фиксировали в абсолютном метаноле и окрашивали по методике Романовского-Гимзы. На мазках ККМ оценивали строение клеток эритрона. Для определения индекса созревания эритробластов и лейко-эритроидного соотношения осуществляли подсчет миелограмм (не менее 500 клеток). Статистическую обработку количественных данных производили при помощи программы «SPSS 17.0» О значимости различий судили по величине критерия Манна-Уитни и считали их значимыми при р<0,05. Результаты исследования. Введение стабилизирующего раствора, суспензии НЧМ и суспензии ХМН не вызывает изменений в строении клеток эритрона крыс. В мазках ККМ крыс всех исследуемых групп эритробласты являются клетками с большим ядерно-цитоплазматическим отношением, нежной структурой хроматина, 1-2 ядрышками и базофильной цитоплазмой. В ядрах базофильных эритробластов ядрышек нет. В полихроматофильных эритробластах круглое ядро с глыбками гетерохроматина локализуется центрально, они имеют меньший размер по сравнению с базофильными эритробластами. Оксифильные эритробласты в мазках ККМ крыс всех исследуемых групп характеризуются умеренной базофилией цитоплазмы и наличием пикнотичного ядра. В мазках ККМ крыс исследуемых групп определяются также сероголубые ретикулоциты и оксифильные эритроциты. Индекс созревания эритробластов был снижен у крыс 3-й группы с 7-х по 21-е сутки, у животных 4-й группы - с 14-х по 40-е сутки эксперимента (таблица). Костномозговые индексы крыс 2-й группы не отличались от таковых у интактных животных, поэтому данные показатели не представлены в таблице. Наблюдали обратимое увеличение лейко-эритроидного соотношения у крыс 3-й группы с 1-х по 21-е сутки, у крыс 4-й группы - с 14-х по 21-е сутки эксперимента (см. таблицу). Обсуждение полученных данных. Введение суспензии ХМН не влияет на структуру клеток эритрона, что согласуется с данными, демонстрирующими отсутствие влияния НЧМ на строение эритроцитов in vitro [4]. В ответ на введение крысам суспензии ХМН мы, в отличие от A. Ruiz и соавт. [4], наблюдали уменьшение индекса созревания эритробластов, сочетающееся с увеличением лейко-эритроидного соотношения. Изменения исследуемых показателей крыс 4-й группы развиваются в более поздние сроки и менее выражены, чем у животных 3-й группы. Это объясняется увеличением времени циркуляции ХМН по сравнению с НЧМ. Преобладание пролиферирующих форм над непролиферирующими отражает активацию эритропоэза в результате вовлечения ионов железа, образующихся в ходе внутриклеточного метаболизма магнетита, в синтез гема гемоглобина [2]. Вышеописанные изменения нивелируются к концу 60-х суток эксперимента, что обусловлено метаболизмом и элиминацией наномагнетита. Таким образом, введение суспензии модифицированных хитозаном магнитных наносфер вызывает обратимые изменения эритропоэза в красном костном мозгу крыс. Вклад авторов: Концепция и дизайн исследования: И. В. М., И. В. С. Сбор и обработка материала: Н. М. Ш., И. О. Г., Л. А. С. Статистическая обработка данных: В. В. И. Анализ и интерпретация данных: И. В. М. Написание текста: И. В. М, В. В. И. Авторы сообщают об отсутствии в статье конфликта интересов.

About the authors

I. V. Mil’to

Siberian State Medical University; Seversk Biophysical Research Centre

Email: milto_bio@mail.ru
Department of Morphology and General Pathology 2 Moskovsky trakt, Tomsk 634055

N. M. Shevtsova

Siberian State Medical University

Department of Morphology and General Pathology 2 Moskovsky trakt, Tomsk 634055

V. V. Ivanova

Siberian State Medical University

Department of Morphology and General Pathology 2 Moskovsky trakt, Tomsk 634055

I. O. Gabitova

Siberian State Medical University

Department of Morphology and General Pathology 2 Moskovsky trakt, Tomsk 634055

L. A. Safiullina

Siberian State Medical University

Department of Morphology and General Pathology 2 Moskovsky trakt, Tomsk 634055

I. V. Sukhodolo

Siberian State Medical University

Department of Morphology and General Pathology 2 Moskovsky trakt, Tomsk 634055

References

Supplementary files