Иммунотоксичность фуллеренола
Развитие нанофармакологии связано с активными исследовательскими поисками наночастиц для производства лекарств с целью повышения их эффективности и снижения токсичности [Zolnik B.S. et al.; 2010]. Исследования наночастиц для применения их в профилактике, диагностике и терапии заболеваний интегрировались в новое направление биомедицины - наномедицину. Наноразмерные аллотропы углерода обладают привлекательными свойствами для многих биомедицинских применений из-за большого отношения площади поверхности к объему, легкой функционализации, необычных оптических свойств и низкой токсичности [Holmannova D. et al., 2022].
Полигидроксилированные фуллерены (фуллеренолы) С60(ОН)n являются наиболее перспективными аллотропами углерода благодаря гидрофильности, стабильности, низкой токсичности. Уникальные антиоксидантные и одновременно прооксидантные в условиях облучения светом свойства этих наночастиц открывают огромные возможности их использования в биомедицине и нанофармакологии. Кроме того, описаны противовирусные, антибактериальные, противоаллергические, антиамилоидные эффекты фуллеренолов. Активные разработки ведутся также в области применения их цитостатических и цитопротекторных эффектов [Injac R. et al., 2023 ]. Благодаря легкой функционализации, фуллеренолы могут применяться для доставки в клетку лекарств и генетических векторов, а также в качестве адъювантов вакцин [Montellano A. et al., 2011; Кузнецова С.А.и др., 2010; Masalova O.V. et al., 2023; Liu J, et al. .2018].
Использование наноразмерных соединений углерода в биомедицинских разработках является «вызовом» иммунной системе, ранее не сталкивающейся с подобными объектами. Данные о биологической совместимости этих наночастиц с иммунными клетками человека находятся на стадии накопления. Иммунная система состоит из эволюционно более древнего врожденного иммунитета, отличающегося быстротой реакции и меньшей специфичностью, и адаптивного иммунитета, более специфичного и медленного. Поскольку звенья иммунной системы взаимодействуют между собой, но их отличия очевидны, наш проект посвящен подробному исследованию разных типов клеток. Биосовместимость наночастиц определяется множеством факторов, таких как концентрация и время воздействия, размер, поверхностный заряд и способность образовывать белковую корону. В этом проекте мы отследим зависимость эффектов фуллеренола С60(ОН)22-24, как наиболее доступного и перспективного, от вышеперечисленных факторов.
Таким образом, нами будет проведено всеобъемлющее исследование иммуномодулирующих эффектов фуллеренола С60(ОН)22-24 на дифференцировку, продукцию цитокинов, функции и метаболизм нормальных человеческих клеток врожденного и приобретенного иммунитета. Поскольку фуллеренолы, благодаря своим цитостатическим эффектам, могут быть применены в терапии рака [Qin, Y., et al. 2018], мы проведем аналогичные исследования на опухолевых линиях клеток THP-1 и Jurkat и сопоставим эффекты этих наночастиц на здоровые и злокачественные клетки. Результаты проекта расширят наши представления об иммуносовместимости перспективного аллотропа углерода фуллеренола С60(ОН)22-24 и дадут исчерпывающий ответ о целесообразности его применения в биомедицине и нанофармакологии.
Публикации:
Lazarev, S., Dolgikh, M., Zamorina, S., Timganova, V., Bochkova, M., & Rayev, M. (2025). Polyhydroxylated fullerenes: A review of biological properties and potential applications in biomedicine. International journal of pharmaceutics, 683, 126055. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2025.126055
Usanina, D.; Zamorina, S.; Bochkova, M.; Timganova, V.; Vlasova, V.; Ponomareva, V.; Dolgikh, M.; Lazarev, S.; Rayev, M. Effect of Fullerenol C60(OH)24 on the Viability and Metabolism of THP-1 Cells. Molecules 2025, 30, 4407. https://doi.org/10.3390/molecules30224407