ОЦІНКА ВПЛИВУ ОКСИДУ ГРАФЕНУ НА ФУНКЦІОНАЛЬНІ ТА ФЕНОТИПОВІ ВЛАСТИВОСТІ КЛІТИН МІКРОГЛІЇ ЛІНІЇ BV-2
DOI: https://doi.org/10.17721/1728.2748.2025.102.59-65
Ключові слова:
Оксид графену (ОГр), клітини мікроглії лінії BV-2, ЛДГ-активність, М1 та М2 поляризовані макрофагиАнотація
Вступ. Визначення ефективності терапії патологій головного мозку залежить від багатьох чинників, зокрема від клітин глії, які є структурними та морфофункціональними складниками гематоенцефалічного бар'єра й можуть бути залучені до низки патологічних станів центральної нервової системи. У клітинній лінії мишачого походження BV-2 профіль антигенів, антимікробна та фагоцитарна активність майже аналогічні макрофагам організму, тому їх використовують як альтернативну модельну систему в дослідженнях нейродегенеративних захворювань. Потенційними лікарськими засобами або їхніми носіями на різних рівнях впливу на біологічні об'єкти є вуглецеві наноматеріали, зокрема оксид графену (ОГр), який виявив антиоксидантну активність у терапії серцево-судинних, нейродегенеративних захворювань і хвороб скелетних м'язів. Отже, метою цієї роботи є з'ясування ролі ОГр як потенційного модифікатора поляризації клітин мікроглії лінії BV-2 за фенотипом М2.
Методи. Для дослідження були використані ОГр, отримані від компанії "Grafren AB" (Швеція). Як модель для визначення фенотипових і морфофункціональних особливостей за впливу ОГр використано мікрогліальні клітини миші лінії ВV-2. Оцінювання цитотоксичних / мітогенних ефектів проводили при підрахунку співвідношення живих і мертвих клітин. Визначення лактатдегідрогеназної активності (ЛДГ) за впливу ОГр оцінювали спектрофото-метричним методом за швидкістю окиснення NADH. Для визначення вмісту клітин, поляризованих за М1- та М2-фенотипом під впливом ОГр, використовували метод трьохпараметрової цитофлюориметрії із застосуванням моноклональних антитіл антимишиних CD80 FITC, антиаргінази 1 APC, антимишиних CD80 FITC, антимишиних iNOS PE.
Результати. При дослідженні цитотоксичного / цитостатичного впливу ОГр у концентрації 50 мкг/мл не зафіксовано змін у виживаності та проліферації клітин BV-2, що підтверджено сталістю ЛДГ-активності порівняно з контролем, і двократним зниженням показника відносно пероксиду водню. За результатами цитофлюориметричного аналізу підтверджено зростання субпопуляції М2 (CD80⁺/Аргіназа-1⁺) позитивних клітин BV-2 під впливом оксиду графену порівняно з контролем.
Висновки. Збільшення субпопуляції М2 позитивних клітин BV-2 під впливом оксиду графену порівняно з контролем указують на його потенційну антиоксидантну та імуномодулюючу активність.
Посилання
Yang, S.; Qin, C.; Hu, Z.-W.; Zhou, L.-Q.; Yu, H.-H.; Chen, M.; Bosco, D. B.; Wang, W.; Wu, L.-J.; Tian, D.-S. Microglia Reprogram Metabolic Profiles for Phenotype and Function Changes in Central Nervous System. Neurobiol. Dis. 2021, 152, No. 105290. DOI: 10.1016/j.nbd.2021.105290
He L, Jhong JH, Chen Q, Huang KY, Strittmatter K, Kreuzer J, DeRan M, Wu X, Lee TY, Slavov N, Haas W, Marneros AG. Global characterization of macrophage polarization mechanisms and identification of M2-type polarization inhibitors. Cell Rep. 2021 Nov 2;37(5):109955. doi: 10.1016/j.celrep.2021.109955.
Jurga, A. M.; Paleczna, M.; Kuter, K. Z. Overview of General and Discriminating Markers of Differential Microglia Phenotypes. Front. Cell. Neurosci. 2020, 14, 198. doi: 10.3389/fncel.2020.00198
Liu, Y., Xu, R., Gu, H. et al. Metabolic reprogramming in macrophage responses. Biomark Res 9, 1 (2021). https://doi.org/10.1186/s40364-020-00251-y
Rinaldi A, Balietti M, Principi E et al, (2024) BV2-derived extracellular vesicles modulate microglia inflammatory profile, neuronal plasticity, and behavioural performances in late adult mice.Brain, Behavior, and Immunity,122, P58-74, https://doi.org/10.1016/j.bbi.2024.08.012
Khakpour E, Salehi S , Naghib S M , Ghorbanzadeh S Zhang W Graphene-based nanomaterials for stimuli-sensitive controlled delivery of therapeutic molecules. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology Volume 11 - 2023 | https://doi.org/10.3389/fbioe.2023.1129768
Sencha-Hlevatska K. V., Sementsov Y. I., Zhuravskyi S. V., et al. A multifactorial study of in situ antioxidant activity of modified GrO in myocardial reperfusion injury using the Langerdorff model. Archieves of Biochemistry and Biophysics. 2024. V.753, DOI:10.1016/j.abb.2024.109885
Kateryna V. Voitko, Yulia V. Goshovska, Eugeniy M. Demianenko, Yury I. Sementsov, Sergey V. Zhuravskyi, Lida A. Mys, Yulia P. Korkach, Hristo Kolev, Vadym F. Sagach Graphene oxide nanoflakes prevent reperfusion injury of Langendorff isolated rat heart providing antioxidative activity in situ. Free Radical Research, 2022. V.56(3-4), https://doi:10.1080/10715762.2022.2096450
Войтко К. В., Бакалінська О.М., Гошовська Ю.В., Семенцов Ю.І., Картель М.Т. Каталазоподібні властивості багатошарових оксидів графену та їх модифікованих форм. Поверхня, V.12(27). DOI:10.15407/Surface.2020.12.251.]
V. Orysyk, L. Garmanchuk, S. Orysyk , Yu. Zborovskii , S. Shishkina , I. Stupak , P. Novikova , D. Ostapchenko , N. Khranovska , V. Pekhnyo , M. Vovk (2024) Iodide n,π-chelate complexes of platinum(II) based on N-allyl substituted thioureas and their effect on the activity of hepatobiliary system enzymes in comparison with chloride analogs Ukr. Biochem. J., Vol. 96, N 3, Р58-79 doi: https://doi.org/10.15407/ubj96.03.075
Rath M, Müller I, Kropf P, Closs EI, Munder M. Metabolism via Arginase or Nitric Oxide Synthase: Two Competing Arginine Pathways in Macrophages. Front Immunol. 2014 Oct 27;5:532. doi: 10.3389/fimmu.2014.00532
Rinaldi A, Balietti M, Principi E, De Luca M, et al BV2-derived extracellular vesicles modulate microglia inflammatory profile, neuronal plasticity, and behavioural performances in late adult mice,Brain, Behavior, and Immunity,2024, V 122, P58-74 https://doi.org/10.1016/j.bbi.2024.08.012.
