Ученые из Пущино и Москвы исследовали влияние наночастиц церия на скорость регенерации плоских червей. Данный тип наночастиц обладает антиоксидантной и противоспалительной активностью, и как выяснилось, способен ускорять отрастание у плоского червя утраченной части его тела. Детальное изучение свойств этого материала приблизит ученых к созданию на его основе нового класса регенеративных (ранозаживляющих) препаратов для лечения травм, ожогов и различных повреждений кожных покровов. Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Science andEngineering: C.
В последние годы наноматериалы, ввиду их уникальных характеристик, все шире используются в лечении и диагностике многих социально-значимых заболеваний, среди которых первое место занимают онкологические. Однако весь спектр их активности до сих пор раскрыт не полностью.
Группа российских биофизиков и химиков исследует влияние наночастиц диоксида церия, используя плоских пресноводных червей — планарий. Диоксид церия — соединение, которое давно нашло свое применение в промышленности, например в структуре кислородных датчиков, или катализаторов. Однако в форме наночастиц у этого вещества появляется уникальная биологическая активность, которая оказывает значительное влияние на процессы деления клеток и заживление ран. Планарии — плоские черви, которые обладают уникальной способностью к регенерации утраченных частей своего тела. Отсекая голову червям, ученые добивались начала процесса отрастания головной части, и в определенный момент добавляли наночастицы оксида церия, а затем оценивали скорость отрастания головы.
«Такие наночастицы на 40 % ускоряют процесс отрастания головы, а также активируют стволовые клетки планарий. Это стимулирует миграцию стволовых клеток в зону повреждения и параллельно активирует экспрессию генов, ответственных за процессы регенерации», — сообщил соавтор статьи, кандидат биологических наук, научный сотрудник Лаборатории роста клеток и тканей Института Теоретической и Экспериментальной Биофизики РАН Антон Леонидович Попов.
«Очень интересно, что полученные результаты нашли корреляцию с прошлыми исследованиями нашей научной группы, в рамках которых показано, что такие наночастицы оксида церия способны ускорять рост культуры стволовых клеток человека, ускорять заживление ожоговых ран и порезов лабораторных животных», — дополнил Антон Попов. Такие свойства наночастиц диоксида церия в будущем позволят найти применение в разработке нового класса раневых покрытий, противоожоговых препаратов и передовых технологий для клеточной биологии и регенеративной медицины.
Работа поддержана грантами РФФИ (№ 18-34-00820 и № 18-015-00447) и частично выполнена по заданию фундаментальных исследований Института общей и неорганической химии им. Курнакова.
Источник: A. Ermakov, A. Popov, O. Ermakova, O. Ivanova, A. Baranchikov, K. Kamenskikh, T. Shekunova, A. Shcherbakov, N. Popova, V. Ivanov. The first inorganic mitogens: Cerium oxide and cerium fluoride nanoparticles stimulate planarian regeneration via neoblastic activation. Materials Science & Engineering: C, 104 (2019) 109924.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0928493119304722
Рис. 1. Планария Schmidtea mediterranea
Рис. 2. Схема эксперимента