ЦИТОМНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТОВ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ГЕНОМА, ИНДУЦИРОВАННЫХ НАНОЧАСТИЦАМИ СЕРЕБРА РАЗНЫХ РАЗМЕРОВ НА КУЛЬТУРЕ ЦЕЛЬНОЙ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Высокая бактерицидная активность наночастиц серебра (НЧС) предполагает возможность их использования при подготовке питьевой воды. В данной работе на лимфоцитах периферической крови человека, культивированных в микроядерном тесте с цитохалазином В, изучены эффекты нестабильности генома в диапазоне концентраций 0,005-5,0 мг/л наночастиц серебра (НЧС) размером 14,3±0,2 нм (Ag14) и 100,0±11,0 нм (Ag100), стабилизированных аравийской камедью, и - для сравнения – в том же диапазоне концентраций Ag2 SO4 (ионов серебра). Все вещества суспендированы или растворены в питьевой воде.

Результаты показали, что НЧС обладают генотоксическим и цитотоксическим действием, что делает их непригодными для улучшения качества питьевой воды. Эффекты нестабильности генома, определенные по частоте делящихся клеток с микроядрами и нуклеоплазменными мостами, также как торможение митотической активности и снижение пролиферативной активности и увеличение продолжительности клеточного цикла уменьшались в ряду Ag2 SO4 >>Ag100>>Ag14. Однако повышение частоты асимметричных 3-ядерных клеток, обусловленное индукцией анеуплоидии, оказалось наиболее характерным для частиц Ag14. 

 

Статья в виде доклада была заслушана на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Актуальные гигиенические аспекты нанотоксикологии: теоретические основы, идентификация опасности для здоровья и пути ее снижения".

Об авторах

Ф. И. Ингель

ФГБУ «Научно-исследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды им А.Н. Сысина» Минздрава РФ

Автор, ответственный за переписку.
Email: fainaingel@mail.ru

доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории генетического мониторинга,

119121, Москва

Россия

Е. К. Кривцова

ФГБУ «Научно-исследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды им А.Н. Сысина» Минздрава РФ

Email: e_k_krivcova@mail.ru

научный сотрудник лаборатории генетического мониторинга,

119121, Москва

Россия

Н. А. Юрцева

ФГБУ «Научно-исследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды им А.Н. Сысина» Минздрава РФ

Email: urtseva@mail.ru

ведущий инженер лаборатории генетического мониторинга,

119121, Москва

Россия

О. Н. Савостикова

ФГБУ «Научно-исследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды им А.Н. Сысина» Минздрава РФ

Email: savon05@yandex.ru

ведущий научный сотрудник лаборатории гигиены питьевого водоснабжения и санитарной охраны водоемов, кандидат медицинских наук,

119121, Москва

Россия

А. В. Алексеева

ФГБУ «Научно-исследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды им А.Н. Сысина» Минздрава РФ

Email: al.anna@list.ru

кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории гигиены питьевого водоснабжения и санитарной охраны водоемов,

119121, Москва

Россия

Список литературы

  1. Ahamed M, Alsalhi MS, Siddiqui MK. Silver nanoparticle applications and human health.//Clin Chim Acta. 2010; v.411: 23- 24:1841-1848
  2. de Jong W.h., borm p.J.A. Drug delivery and nanoparticles: application and hazards // Int J of Nanomedicine, 2008, v.3: 2:133- 149
  3. Мосин О.В., Игнатов И. Методы получения мелкодисперстных наночастиц коллоидного серебра Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 3, май – июнь 2014 http://naukovedenie.ru 85TVN314
  4. Xu L, Li X, Takemura T , Hanagata N , Wu G M S V, Chou LL Genotoxicity and molecular response of silver nanoparticle (NP)-based hydrogel. //J Nanobiotechnology. 2012, v.10, № 1:16-18;
  5. De Lima R, Seabra AB, Durán N. Silver nanoparticles: a brief review of cytotoxicity and genotoxicity of chemically and biogenically synthesized nanoparticles. J Appl Toxicol. 2012, Jun 13. doi: 10.1002/jat.2780;
  6. lansdown A.b.g. A Pharmacological and Toxicological Profile of Silver as an Antimicrobial Agent inMedical Devices. Review Article //Advances in Pharmacological Sciences, Volume 2010, Article ID 910686, doi: 10.1155/2010/910686
  7. Б.А.Кацнельсон, Л.И.Привалова, М.П.Сутункова, В.Б.Гурвич, И.А.Минигалиева, Н.В.Логинова, Е.П.Киреева, В.Я. Шур, Е.В.Шишкина, Я.Б.Бейкин, С.В.Пичугова, О.Г.Макеев, И.Е.Валамина. Основные результаты токсикологических экспериментов «ин виво» с некоторыми металлическими и метало-оксидными наночастицами Токсикологический вестник, 2015; 3: 26-40.
  8. Katsnelson b.A, Privalova L.I., Sutunkova M.P., Gurvich V.B., Loginova N.V., Minigalieva I.A., Kireyeva E.P., Shur V.Y., Shishkina E.V., Beikin Y.B., Makeyev O.H., Valamina I.E. Some inferences from in vivo experiments with metal and metal oxide nanoparticles: the pulmonary phagocytosis response, subchronic systemic toxicity and genotoxicity, regulatory proposals, searching for bioprotectors (a self-overview). Int J Nanomedicine. 2015 Apr 16;10: 3013- 29. doi: 10.2147/IJN.S80843.eCollection 2015.
  9. tomankova K., horakova J., harvanova m., malina l., soukupova J., hradilova s., Kejlova Kristina, Malohlava Libor Licman Jakub, Dvorakova Marketa, Jirova Dagmar, Kolarova H. Cytotoxicity, cell uptake and microscopic analysis of titanium dioxide and silver nanoparticles in vitro, Food and Chemical Toxicology (2015), doi: 10.1016/j.fct.2015.03.027
  10. Thiago Verano-Braga, Rona MiethlingGraff, Katarzyna Wojdyla, Adelina RogowskaWrzesinska,Jonathan R. Brewer, Helmut Erdmann, and Frank Kjeldsen. Insights into the Cellular Response Triggered by Silver Nanoparticles Using Quantitative Proteomics. ACS NANO,• February 2014, www.acsnano. org. doi: 10.1021/nn4050744
  11. Hay RT (2005). “SUMO: a history of modification”. Mol. Cell 18 (1): 1–12. doi: 10.1016/j.molcel.2005.03.012
  12. Asharani p. v., Kah Mun Grace Low ‡, Hande M. P., Valiyaveettil S. Cytotoxicity and Genotoxicity of Silver Nanoparticles in Human Cells //ACS Nano, 2009, 3 (2), pp 279–290
  13. Xiu ZM, Zhang QB, Puppala HL, Colvin VL, Alvarez PJ. Negligible particle-specific antibacterial activity of silver nanoparticles. Nano Lett. 2012; 12 (8):4271-5. doi: 10.1021/nl301934w.
  14. Kittler, S. C. G.; Gebauer, J. S.; Diendorf, J.; Treuel, L.; Ruiz, L.; Gonzalez-Calbet, J. M.; Vallet-Regi, M.; Zellner, R.; Köller, M. Epple, M. The Influence of Proteins on the Dispersability and Cell-Biological Activity of Silver Nanoparticles. J. Mater Chem. 2009, 20:512–518
  15. Chong-xin Huang, Bo Lv, and Yue Wang. Protein Phosphatase 2A Mediates Oxidative Stress Induced Apoptosis in Osteoblasts Mediators Inflamm. 2015; 804260. 10.1155/2015/804260
  16. Lim Hui Kheng, Asharani P. V., Prakash Hande M. Enhanced genotoxicity of silver nanoparticles in DNA repair deficient mammalian cells Frontiers in Genetics, 2012, v. 3, p.104. doi: 10.3389/ fgene.2012.00104
  17. Vecchio G, Fenech M, Pompa PP, Voelcker NH. Lab-on-a-chip-based high-throughput screening of the genotoxicity of engineered nanomaterials. Small. 2014; 10 (13):2721- 34. doi: 10.1002/smll.201303359.
  18. Спивак И.М. Действие алкилирующих агентов и ионизирующей радиации на клетки человека с наследственными нарушениями репарации ДНК. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук, Санкт-Петербург, 1998; 26.
  19. McLuckie KI, Crookston RJ, Gaskell M, Farmer PB, Routledge MN, Martin EA, Brown K. Mutation spectra induced by alpha-acetoxytamoxifen-DNA adducts in human DNA repair proficient and deficient (xeroderma pigmentosum complementation group A) cells//Biochemistry. 2005 v.44., №22, P.8198-8205;19.
  20. Kroes R, Galli C, Munro I, Schilter B, Tran L, Walker R, Würtzen G.Threshold of toxicological concern for chemical substances present in the diet: a practical tool for assessing the need for toxicity testing. Food Chem Toxicol. 2000, v.38, № 2-3:255-312
  21. gonzalez l., sanderson b.J. s. and Kirsch-volders m. Adaptations of the in vitro MN assay for the genotoxicity assessment of nanomaterials [Journal] / Mutagenesis.- 2011. - 1 : Vol. 26:185-191.
  22. Ингель Ф.И., Гуськов А.С., Юрченко В.В., Кривцова Е.К., Юрцева Н.А. Показатели пролиферативной активности и их связь с генетическими повреждениями лимфоцитов крови при культивировании в условиях цитокинетического блока // Вестник РАМН, 2006; 4: 41-46.
  23. Ингель Ф.И. Перспективы использования микроядерного теста на лимфоцитах крови человека, культивируемых в условиях цитокинетического блока. Часть 1. Пролиферация клеток. Экологическая генетика 2006б Т.IV, №3: 7-19
  24. fenech m. Cytokinesis-block micronucleus assay evolves into a “cytome” assay of chromosomal instability, mitotic dysfunction and cell death //MutRes. -2006.- Vol.537, №7:127-132.
  25. fenech m., chang W.p., Kirsch-volders m. et al. HUMN project: detailed description of the scoring criteria for the cytokinesis-block micronucleus assay using isolated human lymphocyte cultures //Mut Res, 2003. Vol. 534, P.65-75.
  26. gonzalez l., sanderson b.J. s. and Kirsch-volders m. Adaptations of the in vitro MN assay for the genotoxicity assessment of nanomaterials [Journal] / Mutagenesis. - 2011. - 1: Vol. 26:185-191.
  27. Statement on genotoxicity assessment of nanomaterials* and experimental considerations by committee on mutagenicity of chemicals in food, consumer products and the environment (com) http://www.iacom.org.uk/statements/documents/nanomaterialsfinal2012_000.pdf
  28. OECD guideline for the testing of chemicals. Proposal for updating Test Guideline 487. In Vitro Mammalian Cell Micronucleus Test. http://www.oecd.org/chemicalsafety/testing/50108793.pdf
  29. Мошков Н. Е., Ингель Ф. И., Кривцов Г. Г. Морфометрия клеточных ядер для скрининга эффектов нестабильности генома в микроядерном тесте на лимфоцитах крови человека, культивируемых в условиях цитокинетического блока // Нанотехнологии и охрана здоровья, 2012, Том IV, № 1 (10):24-32
  30. ingel f., Zatsepina o., stekhin A., yakovleva g., savostikova o., Alekseeva A., iksаnova t. Electrochemically activated water induced effects of genomic instability in various living objects in vitro and in vivo. Central European Journal of Occupational and Environmental Medicine 2013, Vol. 1, Iss.7, 1:143 http://esciencecentral.org/journals/electrochemically-activated-tapwater-induced-effects-of-genomic-instabilityin-various-living-objects-in-vitro-and-invivo-2329-6879.1000143.php?aid=23292 http://dx.doi.org/10.4172/2329-6879.1000143
  31. Кошелев К.К., Кошелева О.К., Паутов В.П., Горовенко В.И., Свистунов М.Г. Препараты коллоидных металлов КНД-М для медицины. Нанотехнология и охрана здоровья, 2010; 2: 36-38.
  32. Smith LE, Nagar S, Kim GJ, Morgan WF. Radiation-induced genomic instability: radiation quality and dose response. Health Phys. 2003, Jul; 85(1):23-29.
  33. Titenko-holland n., Jacob r. A., shang n., balaraman A., smith m. t. Micronuclei in lymphocytes and exfoliated buccal cells of postmenopausal women with dietary changes in folate. Mutat. Res., 1998. v. 417, N 2 – 3:101 –114.
  34. Тимошевский В.А., Назаренко С.А. Биологическая индикация мутагенных воздействий и генетической нестабильности у человека путем учета числовых хромосомных нарушений. Вестник ВОГИС, 2006; 10 (3): 530-540.
  35. Wise JP Sr, Goodale BC, Wise SS, Craig GA, Pongan AF, Walter RB, Thompson WD, Ng AK, Aboueissa AM, Mitani H, Spalding MJ, Mason MD. Silver nanospheres are cytotoxic and genotoxic to fish cells. Aquat Toxicol. 2010, v.97, № 1:34-41

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Ингель Ф.И., Кривцова Е.К., Юрцева Н.А., Савостикова О.Н., Алексеева А.В., 2017


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 81728 от 11 декабря 2013.