ПРИМЕНЕНИЕ СПЕКТРОСКОПИИ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМОВ АКТИВАЦИИ НЕЙТРОФИЛОВ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИ

Определены механизмы активации нейтрофилов при взаимодействии с многостенными углеродными нанотрубками (МУНТ), функционализированными группами –СООН (МУНТ-СООН), и в комплексах с ДНК (МУНТ-СООН/ДНК) с применением метода комбинационного рассеяния света (КР). Выявлено, что короткие (100—300 нм) МУНТ-СООН и МУНТ-СООН/ДНК при взаимодействии с нейтрофилами вызывают реорганизацию цитоскелета: активируют полимеризацию в клетках G-актина до F-актина. Методом КР-спектроскопии установлено, что исследуемые УНТ не фагоцитируются нейтрофилами. МУНТ-СООН усиливают генерацию активных форм кислорода и хлора нейтрофилами: повышение активности НАДФН-оксидазы зарегистрировано в суспензии клеток. Взаимодействие нейтрофилов с МУНТ-СООН/ДНК приводит к угнетению кислородактивирующей способности фагоцитов и образованию нейтрофильных внеклеточных ловушек с включением углеродных наноструктур. Свободнорадикальные продукты, генерируемые нейтрофилами, нарушают кристаллическую структуру МУНТ

1. K. D. Patel, R. K. Singh, H.-W. Kim. Mater. Horiz., 6 (2019) 434—469

2. M. Taale, F. Schütt, K. Zheng, Y. Kumar Mishra, A. R. Boccaccini, R. Adelung, C. SelhuberUnkel. ACS Appl. Mat. Interf., 10, N 50 (2018) 43874—43886

3. H. V. Grushevskaya, V. V. Hrushevsky, N. G. Krylova, T. A. Kulahava, I. V. Lipnevich, T. I. Orekhovskaya, G. N. Semenkova, B. G. Shulitsky. Int. J. Nonlin. Phen. in Complex Sys., 13, N 4 (2010) 396—408

4. I. A. Chelnokova, L. N. Golubewa, M. N. Starodubtseva, T. A. Kulahava, Y. N. Kunitskaya, P. M. Bulai, I. E. Starodubtsev, Yu. S. Kharin, M. V. Shuba. J. Nanopart. Res., 22, N 144 (2020)

5. Е. Н. Голубева, М. В. Шуба, Н. В. Васильев, Т. А. Кулагова. Журн. прикл. спектр., 85, № 6 (2018) 999—1005 [E. N. Golubewa, M. V. Shuba, M. V. Vasilieu, T. A. Kulahava. J. Appl. Spectr., 85, N 6 (2018) 1121—1127]

6. L. Golubewa, T. Kulahava, Y. Kunitskaya, P. Bulai, M. Shuba, R. Karpicz. BBRC, 529, N 3 (2020) 647—651

7. B. S. Wong, S. L. Yoong, A. Jagusiak, T. Panczyk, H. K. Ho, W. H. Ang, G. Pastorin. Adv. Drug. Deliv. Rev., 65, N 15 (2013) 1964—2015

8. A. M. Elhissi, W. Ahmed, I. U. Hassan, V. R. Dhanak, A. D’Emanuele. J. Drug Deliv. (2012) 837327

9. H. K. Moon, S. H. Lee, H. C. Choi. ACS Nano, 3, N 11 (2009) 3707—3713

10. L. Golubewa, I. Timoshchenko, O. Romanov, R. Karpicz, T. Kulahava, D. Rutkauskas, M. Shuba, A. Dementjev, Y. Svirko, P. Kuzhir. Sci. Rep., 10, N 1 (2020) 22174

11. E. Kolaczkowska, P. Kubes. Nat. Rev. Immunol., 13 (2013) 159—175

12. Е. И. Коваленко, Г. Н. Семенкова, С. Н. Черенкевич. Цитология, 49, N 10 (2007) 837—847

13. G. N. Semenkova, S. N. Cherenkevich, V. I. Levin, A. I. Svirnovskiĭ. Biofizika, 30, N 5 (1985) 864—867

14. V. Brinkmann, U. Reichard, C. Goosmann, B. Fauler, Y. Uhlemann, D. S. Weiss, Y. Weinrauch, A. Zychlinsky. Science, 303 (2004) 1532—1535

15. V. Papayannopoulos. Nat. Rev. Immunol., 18 (2018) 134—147

16. В. Н. Мальцева, В. Г. Сафронова. Цитология, 51, N 6 (2009) 467—474

17. M. Graf, R. Prins, R. Merchant. J. Immunol., 166 (2001) 121—129

18. E. Di Carlo, G. Forni, P. L. Lollini, M. P. Colomobo, A. Modesti, P. Musiani. Blood, 97 (2001) 339—345

19. K. Watari, A. Tojo, T. Nagamura-Inoue, M. Matsuoka, S. Irie, K. Tani, Y. Yamada, S. Asano. Cancer, 89 (2000) 551—560

20. Z. Sun, P. Yang. Lancet Oncol., 5 (2004) 182—190

21. Q. D. Wu, J. H. Wang, C. Condron, D. Bouchier-Hayes, H. P. Redmond. Am. J. Physiol. Cell. Physiol., 280 (2001) 814—822

22. S.-C. Hung, N. Rajasekaran, S. Zhu, Z. Ma, E. Ghosn, E. D. Mellins J. Immunol., 200, 1 Suppl. (2018) 175.23

23. C. Farrera, K. Bhattacharya, B. Lazzaretto, F. T. Andón, K. Hultenby, G. P. Kotchey, A. Star, B. Fadeel. Nanoscale, 6 (2014) 6974—6983

24. M. Pacurari, X. J. Yin, J. Zhao, M. Ding, S. S. Leonard, D. Schwegler-Berry, B. S. Ducatman, D. Sbarra, M. D. Hoover, V. Castranova, V. Vallyathan. Environ. Health Perspect., 116, N 9 (2008) 1211—1217

25. Y. Jiang, H. Zhang, Y. Wang, M. Chen, S. Ye, Z. Hou, L. Ren. PLoS One., 8, N 6 (2013) е65756

26. F. A. Murphy, C. A. Poland, R. Duffin, K. T. Al-Jamal, H. Ali-Boucetta, A. Nunes, F. Byrne, A. Prina-Mello, Y. Volkov, S. Li, S. J. Mather, A. Bianco, M. Prato, W. MacNee, W. A. Wallace, K. Kostarelos, H. Donaldson. Am. J. Pathol., 178 (2011) 2587—2600

27. M. S. P. Boyles, L. C. Stoehr, P. Schlinkert, M. Himly, A. Duschl. Fibers, 2, N 1 (2014) 45—74

28. I. Fenoglio, E. Aldieri, E. Gazzano, F. Cesano, M. Colonna, D. Scarano, G. Mazzucco, A. Attanasio, Y. Yakoub, D. Lison, B. Fubini. Chem. Res. Toxicol., 25, N 1 (2012) 74—82

29. J. Dong, D. W. Porter, L. A. Batteli, M. G. Wolfarth, D. L. Richardson, Q. Ma. Arch. Toxicol., 89, N 4 (2015) 621—633

30. M. V. Shuba, A. G. Paddubskaya, P. P. Kuzhir, S. A. Maksimenko, V. Ksenevich, G. Niaura, D. Seliuta, I. Kašalynas, G. Valusis. Nanotechnol., 23 (2012) 495714

31. Н. В. Глебова, А. А. Нечитайлов. Письма в ЖТФ, 36, N 19 (2010) 45—50

32. Н. В. Васильев, М. В. Шуба, Е. Н. Голубева, Т. А. Кулагова, С. Н. Черенкевич. Cб. статей XII съезда БООФиБ “Молекулярные, мембранные и клеточные основы функционирования биосистем”, 28—30 июня 2016 г., 2, Минск, изд. центр БГУ (2016) 229—233

33. A. Boyum. Tissue Antigens, 4 (2004) 269—274

34. Ю. А. Владимиров, Е. В. Проскурина. Успехи биол. химии, 49 (2009) 341—388

35. T. Kuznetsova, T. Kulahava, I. Zholnerevich, N. Amaegberi, G. Semenkova, O. Shadyro, J. Arnhold. Mol. Immunol., 87 (2017) 317—324

36. C. G. Atkins, K. Buckley, M. W. Blades, R. F. B. Turner. Appl. Spectrosc., 71, N 5 (2017) 767—793

37. N. M. Sijtsema, A. G. J. Tibbe, G. M. J. Segers-Nolten, A. J. Verhoeven, R. S. Weening, J. Greve, C. Otto. Biophys. J., 78 (2000) 2606—2613

38. H. J. Van Manen, N. Uzunbajakava, R. van Bruggen, D. Roos, C. Otto. J. Am. Chem. Soc., 125, N 40 (2003) 12112—12113

39. A. G. Masyutin, D. V. Bagrov, I. I. Vlasova, I. I. Nikishin, D. V. Klinov, K. A. Sychevskaya, G. E. Onishchenko, M. V. Erokhina. Nanomaterials, 8, N 9 (2018) 715

40. D. W. Shipp, F. Sinjab, I. Notingher. Adv. Opt. Photonic., 9, N 2 (2017) 315—428

41. V. Jaumouillé, S. Grinstein. Curr. Opin. Cell Biol., 23 (2011) 22—29

42. M. S. Boyles, L. Young, D. M. Brown, L. MacCalman, H. Cowie, A. Moisala, F. Smail, P. J. Smith, L. Proudfoot, A. H. Windle, V. Stone. Toxicol. In Vitro, 29, N 7 (2015) 1513—1528

43. I. Fenoglio, E. Aldieri, E. Gazzano, F. Cesano, M. Colonna, D. Scarano, G. Mazzucco, A. Attanasio, Y. Yakoub, D. Lison, B. Fubini. Chem. Res. Toxicol., 25, N 1 (2012) 74—82

44. K. Futosi, S. Fodor, A. Mócsai. Int. Immunopharmacol., 17, N 3 (2013) 638—650

45. K. Pulskamp, S. Diabaté, H. F. Krug. Toxicol. Lett., 168, N 1 (2007) 58—74

46. B. Chen, Y. Liu, W. M. Song, Y. Hayashi, X. C. Ding, W. H. Li. Biomed. Environ. Sci., 24, N 6 (2011) 593—601

47. A. Shvedova, A. Pietroiusti, B. Fadeel, V. Kagan. Toxicol. Appl. Pharmacol., 261, N 2 (2012) 121—133

48. J. K. Hurst, T. M. Loehr, J. T. Curnutte, H. Rosen. J. Biol. Chem., 266 (1991) 1627—1634

49. S. P. Mukherjee, B. Lazzaretto, K. Hultenby, L. Newman, A. F. Rodrigues, N. Lozano, K. Kostarelos, P. Malmberg, B. Fadeel. J. Chem., 4 (2018) 334—358

50. K. Bhattacharya, C. Sacchetti, R. El-Sayed, A. Fornara, G. P. Kotchey, J. A. Gaugler, A. Star, M. Bottini, B. Fadeel. Nanoscale, 6 (2014) 14686—14690

51. S. Keshavan, P. Calligari, L. Stella, L. Fusco, L. G. Delogu, B. Fadeel. Cell Death & Disease, 10, N 8 (2019) 569