Preview

Разработка и регистрация лекарственных средств

Расширенный поиск

Антиоксидантная активность серебросодержащих бионанокомпозиций на основе гуминовых веществ в культуре клеток

https://doi.org/10.33380/2305-2066-2021-10-4-46-53

Полный текст:

Аннотация

Введение. Наночастицы серебра являются перспективными агентами для подавления резистентных штаммов микроорганизмов и ускорения заживления гнойных ран. Окислительный стресс нарушает процессы нормального ранозаживления, что приводит к образованию хронических незаживающих ран. Поэтому определение способности новых ранозаживляющих агентов подавлять продукцию активных форм кислорода является актуальной задачей.

Цель. Исследовать влияние серебросодержащих бионанокомпозиций на основе гуминовых веществ на базальную и стимулированную трет-бутилгидропероксидом продукцию активных форм кислорода в культуре клеток нормальных фибробластов 3T3-L1 in vitro. Материалы и методы. Исследование проведено на 7 образцах исходных гуминовых веществ и соответствующих им биоматериалах с наночастицами серебра, синтезированных в Лаборатории природных гуминовых систем химического факультета Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова. Оценка внутриклеточной продукции активных форм кислорода проводилась с использованием флуоресцентного зонда 2,7-дихлородигидрофлуоресцеиндиацетата. Клетки культивировали с образцами в течение 24 ч, для стимуляции продукции активных форм кислорода использовали трет-бутилгидропероксид. Детекцию осуществляли флуориметрически с помощью микропланшетного ридера.

Результаты и обсуждение. Наиболее выраженную антиоксидантную активность продемонстрировали три образца биоматериалов с наночастицами серебра, ультрадиспергированными в матрицах гуминовых веществ (CHS-AgNPs, CHP-AgNPs и CHE-AgNPs), что позволяет рассматривать их как наиболее перспективные в качестве фармацевтических агентов для лечения гнойно-воспалительных процессов. Наиболее вероятным механизмом высокой антиоксидантной активности исследуемых биоматериалов в отношении интрацеллюлярных активных форм кислорода является собственная активность гуминовых веществ по связыванию активных форм кислорода, в то время как наночастицы серебра в составе биоматериалов катализируют восстановительные процессы их взаимодействия с активными формами кислорода.

Заключение. Для исследуемых образцов биоматериалов с наночастицами серебра, ультрадиспергированными в матрицах гуминовых веществ, характерна выраженная антиоксидантная активность, что вместе с антибактериальными свойствами позволяет рассматривать их как потенциальные агенты для ускорения заживления гнойных ран.

Об авторах

Е. Е. Буйко
ФГБОУ ВО Сибирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России); ФГАОУ ВО Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
Россия

Буйко Евгений Евгеньевич

634050, Томская обл., Томск, Московский тракт, д. 2; 634034, Томск, пр. Ленина, д. 30



М. В. Зыкова
ФГБОУ ВО Сибирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России)
Россия

634050, Томская обл., Томск, Московский тракт, д. 2



В. В. Иванов
ФГБОУ ВО Сибирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России)
Россия

634050, Томская обл., Томск, Московский тракт, д. 2



К. А. Братишко
ФГБОУ ВО Сибирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России); ФГАОУ ВО Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
Россия

634050, Томская обл., Томск, Московский тракт, д. 2; 634034, Томск, пр. Ленина, д. 30



А. А. Уфандеев
ФГБОУ ВО Сибирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России)
Россия

634050, Томская обл., Томск, Московский тракт, д. 2



И. О. Григорьева
ФГБОУ ВО Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова (МГУ имени М. В. Ломоносова)
Россия

119991, Москва, Ленинские горы, д. 1



А. В. Цупко
ФГБОУ ВО Сибирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России)
Россия

634050, Томская обл., Томск, Московский тракт, д. 2



Д. А. Михалёв
ФГБОУ ВО Сибирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России)
Россия

634050, Томская обл., Томск, Московский тракт, д. 2



И. В. Перминова
ФГБОУ ВО Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова (МГУ имени М. В. Ломоносова)
Россия

119991, Москва, Ленинские горы, д. 1



М. В. Белоусов
ФГБОУ ВО Сибирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России); ФГАОУ ВО Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
Россия

634050, Томская обл., Томск, Московский тракт, д. 2; 634034, Томск, пр. Ленина, д. 30



Список литературы

1. Anjum S., Hashim M., Malik S. A., Khan M., Lorenzo J. M., Abba-si B. H., Hano, C. Recent Advances in Zinc Oxide Nanoparticles (ZnO NPs) for Cancer Diagnosis, Target Drug Delivery, and Treatment. Cancers. 2021;13(18):4570. DOI: 10.3390/cancers13184570.

2. Abbasi E., Milani M., Fekri Aval S., Kouhi M., Akbarzadeh A., Tayefi Nasrabadi H., Nikasa P., Joo S.W., Hanifehpour Y., Neja-ti-Koshki K., Samiei M. Silver nanoparticles: synthesis methods, bio-applications and properties. Critical reviews in microbiology. 2016;42(2):173-180. DOI: 10.3109/1040841X.2014.912200.

3. Paladini F., Pollini M. Antimicrobial silver nanoparticles for wound healing application: progress and future trends. Materials. 2019;12(16):2540. DOI: 10.3390/ma12162540.

4. GhavamiNejad A., Park C. H., Kim C. S. In situ synthesis of antimicrobial silver nanoparticles within antifouling zwitterionic hydrogels by catecholic redox chemistry for wound healing application. Biomacromolecules. 2016;17(3):1213-1223. DOI: 10.1021/acs.biomac.6b00039.

5. Tian X., Jiang X., Welch C., Croley T. R., Wong T. Y., Chen C., Fan S., Chong Y., Li R., Ge C., Chen C., Yin J. J. Bactericidal effects of silver nanoparticles on lactobacilli and the underlying mechanism. ACS applied materials & interfaces. 2018;10(10):8443-8450. DOI: 10.1021/acsami.7b17274.

6. Netala V. R., Bethu M. S., Pushpalatha B., Baki V. B., Aishwarya S., Rao J. V., Tartte V. Biogenesis of silver nanoparticles using endophytic fungus Pestalotiopsis microspora and evaluation of their antioxidant and anticancer activities. International journal of nanomedicine. 2016;11:5683. DOI: 10.2147/IJN.S112857.

7. Comino-Sanz I. M., Lopez-Franco M. D., Castro B., Pancorbo-Hidal-go P. L. The Role of Antioxidants on Wound Healing: A Review of the Current Evidence. Journal of Clinical Medicine. 2021;10(16):3558. DOI: 10.3390/jcm10163558.

8. Velnar T., Bailey T., Smrkolj V. The wound healing process: an overview of the cellular and molecular mechanisms. Journal of International Medical Research. 2009;37(5):1528-1542. DOI: 10.1177/147323000903700531.

9. Rosenbaum A. J., Banerjee S., Rezak K. M., Uhl R. L. Advances in wound management. Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons. 2018;26(23):833-843. DOI: 10.5435/JAAOS-D-17-00024.

10. Cano Sanchez M., Lancel S., Boulanger E., Neviere R. Targeting oxidative stress and mitochondrial dysfunction in the treatment of impaired wound healing: a systematic review. Antioxidants (Basel). 2018;7(8):98. DOI: 10.3390/antiox7080098.

11. Rodriguez P. G., Felix F. N., Woodley D. T., Shim E. K. The role of oxygen in wound healing: a review of the literature. Dermatologic surgery. 2008;34(9):1159-1169. DOI: 10.1177/147323000903700531.

12. Bryan N., Ahswin H., Smart N., Bayon Y., Wohlert S., Hunt J. A. Reactive oxygen species (ROS)-a family of fate deciding molecules pivotal in constructive inflammation and wound healing. Eur Cell Mater. 2012;24:249-265. DOI: 10.22203/ecm.v024a18.

13. Dunnill C., Patton T., Brennan J., Barrett J., Dryden M., Cooke J., Leaper D., Georgopoulos N. T. Reactive oxygen species (ROS) and wound healing: the functional role of ROS and emerging ROS-modulating technologies for augmentation of the healing process. International wound journal. 2017;14(1):89-96. DOI: 10.1111/iwj.12557.

14. Musino D., Devcic J., Lelong C., Luche S., Rivard C., Dalzon B., Land-rot G., Rabilloud T., Capron, I. Impact of Physico-Chemical Properties of Cellulose Nanocrystal/Silver Nanoparticle Hybrid Suspensions on Their Biocidal and Toxicological Effects. Nanomaterials. 2021;11(7):1862. DOI: 10.3390/nano11071862.

15. Alahmad A., Feldhoff A., Bigall N. C., Rusch P., Scheper T., Walter J. G. Hypericum perforatum L.-mediated green synthesis of silver nanoparticles exhibiting antioxidant and anticancer activities. Nanomaterials. 2021;11(2);487. DOI: 10.3390/nano11020487.

16. Nguyen T. H. A., Nguyen V. C., Phan T. N. H., Le V. T., Vasseghian Y., Trubitsyn M. A., Nguyen A. T., Chau T. P., Doan V. D. Novel biogenic silver and gold nanoparticles for multifunctional applications: Green synthesis, catalytic and antibacterial activity, and colorimetric detection of Fe (III) ions. Chemosphere. 2021;287(3):132271. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2021.132271.

17. Aboyewa J. A., Sibuyi N. R., Meyer M., Oguntibeju O. O. Green Synthesis of Metallic Nanoparticles Using Some Selected Medicinal Plants from Southern Africa and Their Biological Applications. Plants. 2021;10(9);1929. DOI: 10.3390/plants10091929.

18. Zykova M. V., Schepetkin I. A., Belousov M. V., Krivoshchekov S. V., Logvinova L. A., Bratishko K. A., Yusubov M. S., Romanenko S. V., Quinn M. T. Physicochemical characterization and antioxidant activity of humic acids isolated from peat of various origins. Molecules. 2018;23(4):753. DOI: 10.3390/molecules23040753.

19. Orlov D. S. Humus acids of soils. Rotterdam: AA Balkema; 1985. 378 p.

20. Schepetkin I., Khlebnikov A., Kwon B. S. Medical drugs from humus matter: focus on mumie. Drug development research. 2002;57(3):140-159. DOI: 10.1002/ddr.10058.

21. Trofimova E. S., Zykova M. V., Ligacheva A. A., Sherstoboev E. Y., Zhdanov V. V., Belousov M. V., Krivoshchekov S. V., Danilets M. G., Dygai A. M. Influence of humic acids extracted from peat by different methods on functional activity of macrophages in vitro. Bulletin of experimental biology and medicine. 2017;162(6):741-745. DOI: 10.1007/s10517-017-3702-5.

22. Joone G. K., Dekker J., van Rensburg C. E. J. Investigation of the im-munostimulatory properties of oxihumate. Zeitschrift fur Natur-forschung. C, Journal of biosciences. 2003;58(3-4):263-267. DOI: 10.1515/znc-2003-3-421.

23. Жаркова Л. П., Князева И. P, Иванов В. В., Большаков М. А., Ку-тенков О. П., Ростов В. В. Влияние импульсно-периодического рентгеновского и микроволнового излучений на уровень перекисей в изолированных гепатоцитах. Вестник Томского государственного университета. 2010;333:161 -163.

24. Laghrib F., Houcini H., Khalil F., Liba A., Bakasse M., Lahrich S., El Mhammedi M. A. Synthesis of Silver Nanoparticles Using Chitosan as Stabilizer Agent: Application towards Electrocatalytical Reduction of p-Nitrophenol. ChemistrySelect. 2020;5(3):1220-1227. DOI: 10.1002/slct.201903955.

25. Nasirizadeh N., Shekari Z., Dehghani M., Makarem S. Delphini-din immobilized on silver nanoparticles for the simultaneous determination of ascorbic acid, noradrenalin, uric acid, and tryptophan. Journal of food and drug analysis. 2016;24(2):406-416. DOI: 10.1016/j.jfda.2015.11.011.

26. Ha D. T., Oh J., Khoi N. M., Dao T. T., Dung L. V., Do T. N. Q., Lee S. M., Jang T. S., Jeong G., Na M. In vitro and in vivo hepatoprotective effect of ganodermanontriol against t-BHP-induced oxidative stress. Journal of ethnopharmacology. 2013;150(3):875-885. DOI: 10.1016/j.jep.2013.09.039.

27. Ye H., Luo J., Hu D., Yang S., Zhang A., Qiu Y., Ma X., Wang J., Hou J., Bai J. Total Flavonoids of Crocus sativus Petals Release tert-Butyl Hydroperoxide-Induced Oxidative Stress in BRL-3A Cells. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2021;2021:1-15. DOI: 10.1155/2021/5453047.

28. Заводник И. Б. Образование активных форм кислорода и морфологические изменения клеток линии B14 при окислительном воздействии, индуцируемом органическим гидропероксидом. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук. 2015;3:104-108.

29. Bedlovicova Z., Strapac I., Balaz M., Salayova A. A brief overview on antioxidant activity determination of silver nanoparticles. Molecule. 2020;25(14):3191. DOI: 10.3390/molecules25143191.

30. Aeschbacher M., Graf C., Schwarzenbach R. P., Sander M. Antioxidant properties of humic substances. Environ Sci Technol. 2012;1;46(9):4916-4925. DOI: 10.1021/es300039h.

31. Братишко К. А., Зыкова М. В., Иванов В. В., Буйко Е. Е., Дрыгу-нова Л. А., Перминова И. В., Белоусов М. В. Гуминовые кислоты торфа - перспективные биологически активные вещества с антиоксидантной активностью для разработки протекторных средств. Химия растительного сырья. 2021;1:287-298. DOI: 10.14258/jcprm.2021018784

32. Klavins M., Sire J. Variations of humic acids properties within peat profiles. Mires and peat. 2010;4:175-197.

33. Vijilvani C., Bindhu M. R., Frincy F. C., AlSalhi M. S., Sabitha S., Saravanakumar K., Devanesan S., Umavedi M., Aljaafreh M. J., Atif M. Antimicrobial and catalytic activities of biosynthesized gold, silver and palladium nanoparticles from Solanum nigurum leaves. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 2020;202:111713. DOI: 10.1016/j.jphotobiol.2019.111713.

34. Du L., Xu Q., Huang M., Xian L., Feng J. X. Synthesis of small silver nanoparticles under light radiation by fungus Penicillium oxalicum and its application for the catalytic reduction of methylene blue. Materials Chemistry and Physics. 2015;160:40-47. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2015.04.003.

35. Hu D., Yang X., Chen W., Feng Z., Hu C., Yan F., Chen X., Qu D., Chen Z. Rhodiola rosea Rhizome Extract-Mediated Green Synthesis of Silver Nanoparticles and Evaluation of Their Potential Antioxidant and Catalytic Reduction Activities. ACS omega. 2021;6(38):24450-24461. DOI: 10.1021/acsomega.1c02843.

36. Bharadwaj K. K., Rabha B., Pati S., Choudhury B. K., Sarkar T., Gogoi S. K., Kakati N., Baishya D., Kari Z. A., Edinur H. A. Green Synthesis of Silver Nanoparticles Using Diospyros malabarica Fruit Extract and Assessments of Their Antimicrobial, Anticancer and Catalytic Reduction of 4-Nitrophenol (4-NP). Nanomaterials. 2021;11(8):1999. DOI: 10.1021/acsomega.1c02843.


Дополнительные файлы

1. Графический абстракт
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Метаданные

Для цитирования:


Буйко Е.Е., Зыкова М.В., Иванов В.В., Братишко К.А., Уфандеев А.А., Григорьева И.О., Цупко А.В., Михалёв Д.А., Перминова И.В., Белоусов М.В. Антиоксидантная активность серебросодержащих бионанокомпозиций на основе гуминовых веществ в культуре клеток. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2021;10(4):46-53. https://doi.org/10.33380/2305-2066-2021-10-4-46-53

For citation:


Buyko E.E., Zykova M.V., Ivanov V.V., Bratishko K.A., Ufandeev A.A., Grigorieva I.O., Tsupko A.V., Mikhalyov D.A., Perminova I.V., Belousov M.V. Antioxidant Activity of Silver-containing Bionanocompositions Based on Humic Substances in Cell Culture. Drug development & registration. 2021;10(4):46-53. (In Russ.) https://doi.org/10.33380/2305-2066-2021-10-4-46-53

Просмотров: 159


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2305-2066 (Print)
ISSN 2658-5049 (Online)