doi: 10.15389/agrobiology.2017.6.1206rus

УДК 615.32:57.085.23

В работе использовано оборудование ЦКП «Симбиоз» ИБФРМ РАН. Работа выполнена в рамках программы ФНИ (государственное задание № 0755-2015-0002) и частично поддержана грантом Российского научного фонда № 15-14-00002.

 

ПОЛУЧЕНИЕ НАНОЧАСТИЦ СЕЛЕНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
СИЛИМАРИНА И ИЗУЧЕНИЕ ИХ ЦИТОТОКСИЧНОСТИ ПО
ОТНОШЕНИЮ К ОПУХОЛЕВЫМ КЛЕТКАМ

С.А. СТАРОВЕРОВ1, 2, Л.А. ДЫКМАН1, 2, П.В. МЕЖЕННЫЙ3,
А.С. ФОМИН1, 2, С.В. КОЗЛОВ3, А.А. ВОЛКОВ2, 3, А.О. РЫБИН2, 3,
А.Б. ГОЛОВА2, В.А. ХАНАДЕЕВ1, А.А. КУРИЛОВА3, С.Ю. ЩЕГОЛЕВ1, 4

В последние годы наблюдается существенный прогресс в ветеринарной онкологии: разрабатываются новые методы диагностики и лечения онкологических заболеваний у животных, расширяется спектр возможных терапевтических мероприятий. Представляют интерес, в частности, перспективы создания ветеринарных лекарственных препаратов с использованием разнообразных наночастиц (в том числе, коллоидного селена), на поверхности которых иммобилизованы биологически активные вещества, обладающие противоопухолевым действием. Наночастицы селена проявляют цитотоксическое воздействие на опухолевые клетки и рассматриваются также в качестве эффективных носителей для адресной доставки in vivo лекарств, генетических материалов, белков и т.п. Хорошо «настраиваемые» поливалентные структуры поверхности селеновых наночастиц обеспечивают удобную платформу для интеграции нескольких терапевтических препаратов или биомакромолекул с ковалентным или нековалентным конъюгированием. Нами был синтезирован комплекс наночастиц селена с силимарином — гепатопротектором флавоноидного типа, выделяемым из плодов расторопши пятнистой Silybum marianum (L.) Gaertn., и оценена цитотоксичность полученного препарата для линий опухолевых клеток, различающихся происхождением и онкологическими свойствами. Методами электронной микроскопии и динамического рассеяния света установлено, что разработанная методика обеспечивает получение стабильных взвесей конъюгатов селеновых наночастиц с силимарином в диапазоне размеров порядка 20-40 нм. Показано, что полученный конъюгат проявляет ярко выраженный цитотоксический эффект в отношении линии опухолевых клеток Hep-2 с уменьшением количества жизнеспособных клеток примерно в 6,5 раза по сравнению с контролем, против уменьшения примерно 2,3 раза в отношении линии клеток SPEV-2. При этом препарат исходного коллоидного селена оказывал значительно более слабое воздействие на культуры клеток обоих типов, а чистый силимарин не проявлял статистически значимого влияния на клетки SPEV-2 (в отличие от Hep-2). Предполагается, что полученный препарат может быть использован в дальнейшем для разработки противораковых методик нового поколения и представляет интерес также с точки зрения реализации подходов на основе принципов «зеленой химии».

Ключевые слова: расторопша пятнистая, флаволигнаны, силимарин, наночастицы селена, конъюгация, цитотоксические эффекты.

 

Полный текст

 

 

PREPARATION OF SELENIUM NANOPARTICLES BY USING SILYMARIN
AND STUDY OF THEIR CYTOTOXICITY TO TUMOR CELLS

S.A. Staroverov1, 2, L.A. Dykman1, 2, P.V. Mezhennyi3, A.S. Fomin1, 2,
S.V. Kozlov3, A.A. Volkov2, 3, A.O. Rybin2, 3, A.B. Golova2,
V.A. Khanadeev1, A.A. Kurilova3, S.Yu. Shchyogolev1, 4

The past few years have seen substantial progress in veterinary oncology: new methods have been developed for the diagnosis and treatment of oncological diseases in animals, and the range of possible therapeutic interventions has been broadened. Of interest, in particular, are the prospects for the creation of veterinary pharmaceuticals with the use of various nanoparticles, including colloidal selenium, on the surface of which are immobilized biologically active substances that have antitumor action. Selenium nanoparticles are cytotoxic to tumor cells and have also been considered as effective carriers for the in vivo targeted delivery of drugs, genetic materials, proteins, and so on. The well-tunable polyvalent structures of the selenium nanoparticle surface provide a convenient platform for integrating several therapeutic agents or biomacromolecules with covalent or noncovalent surface conjugation. We synthesized selenium nanoparticles in complex with silymarin, a flavonoid hepatoprotector extracted from the fruit of milk thistle [Silybum marianum (L.) Gaertn.], and we evaluated the cytotoxicity of the resultant preparation to normal and tumorous cells. By using electron microscopy and dynamic light scattering, it was found that the developed procedure ensured the preparation of stable suspensions of silymarin-conjugated selenium nanoparticles with sizes ranging from 20 to 40 nm. The obtained conjugate was shown to be markedly cytotoxic to the Hep-2 tumor cell line, suppressing cell respiration approximately 6.5-fold as compared to the control, whereas the respiration of SPEV-2 normal cells was inhibited approximately 2.3-fold. Initial colloidal selenium had much weaker effects on both cell types, and pure silymarin had no statistically significant influence on SPEV-2 cells (in contrast to Hep-2 cells). The results of this study could be used in developing next-generation anticancer agents and are of interest in the implementation of green chemistry-based approaches.

Keywords: Silybum marianum, flavonolignans, silymarin, selenium nanoparticles, conjugation, cytotoxic effects.

 

1ФГБУН Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН,
410049 Россия, г. Саратов, просп. Энтузиастов, 13,
e-mail: staroverovsergey@me.com, dykman_l@ibppm.ru, khanadeev_v@ibppm.ru, shegolev_s@ibppm.ru;
2ФГБНУ Саратовский научно-исследовательский ветеринарный институт,
410028 Россия, г. Саратов, ул. 53-й Стрелковой дивизии, 6,
e-mail: strazth87@bk.ru volkov-aleksei@yandex.ru, alinagolova@mail.ru;
3ФГБОУ ВО Саратовский государственный агарный университет им. Н.И. Вавилова,
410012 Россия, г. Саратов, Театральная площадь, 1,
e-mail: v1rus-m@rambler.ru, kozlov12@inbox.ru, N89063171899@gmail.com, goffa2009@yandex.ru;
4ФГБОУ ВО Саратовский национальный
исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского,

410012 Россия, г. Саратов, ул. Астраханская, 83

Поступила в редакцию
12 декабря 2016 года

 

назад в начало