Научная статья на тему 'ДНК-защитные и радиопротекторные эффекты гидратированного фуллерена с 60'

ДНК-защитные и радиопротекторные эффекты гидратированного фуллерена с 60 Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
561
154
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Физика живого
Область наук
Ключевые слова
ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ / ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ПОВРЕЖДЕНИЕ ДНК / РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННОЕ СОКРАЩЕНИЕ ЖИЗНИ / ФУЛЛЕРЕНЫ / РАДИОПРОТЕКТОРЫ / іОНіЗУЮЧЕ ВИПРОМіНЮВАННЯ / ОКИСНЕ ПОШКОДЖЕННЯ ДНК / РАДіАЦіЙНО-іНДУКОВАНЕ СКОРОЧЕННЯ ЖИТТЯ / ФУЛЕРЕНИ / РАДіОПРОТЕКТОРИ

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Гудков С. В., Штаркман И. Н., Асадуллина Н. Р., Гармаш С. А., Карп О. Э.

Гідратована форма хімічно не модифікованого фулерену С 60 знижує ступінь радіаційно-індукованої окисної модифікації ДНК in vitro. Введення фулерену мишам перед опроміненням у летальній дозі сприяє подовженню терміну життя тварин.Гидратированная форма химически немодифицированного фуллерена С 60 снижает степень радиационно-индуцированной окислительной модификации ДНК in vitro. Введение фуллерена мышам до воздействия рентгеновского излучения в летальной дозе способствует увеличению средней продолжительности жизни животных.Гідратована форма хімічно не модифікованого фулерену С 60 знижує ступінь радіаційно-індукованої окисної модифікації ДНК in vitro. Введення фулерену мишам перед опроміненням у летальній дозі сприяє подовженню терміну життя тварин.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Гудков С. В., Штаркман И. Н., Асадуллина Н. Р., Гармаш С. А., Карп О. Э.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ДНК-защитные и радиопротекторные эффекты гидратированного фуллерена с 60»

Физика живого, Т. 17, N01, 2009. С.82-88.

© Гудков С.В., Штаркман И.Н., Асадуллина Н.Р., Гармаш С.А., Карп О.Э., Андриевский Г.В., Недзвецкий В. С., Тихомиров А. А.

УДК 5??.123+54?.85?.?-546.26-614.8?6

ДНК-ЗАЩИТНЫЕ И РАДИОПРОТЕКТОРНЫЕ ЭФФЕКТЫ ГИДРАТИРОВАННОГО ФУЛЛЕРЕНА Сбо Гудков С.В.1, Штаркман И.Н.1, Асадуллина Н.Р.1, Гармаш С. А.1,2, Карп О.Э.1, Андриевский Г.В.3, Недзвецкий В.С.4, Тихомиров А.А.5

1 Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, ул. Институтская, 3, 142290 Пущино, Российская Федерация 2 Пущинский государственный университет, пр. Науки, З,

142290, Пущино, Российская Федерация ЗООО «Институт физиологически активных соединений», пр. Ленина,58,61072, Харьков, Украина.

4Днепропетровский национальный университет им. О. Гончара, Биолого-экологический факультет, кафедра биофизики и биохимии, пр. Гагарина, 72, 49010, Днепропетровск, Украина e-mail: artfullerene@gmail.com

5 Днепропетровский государственный аграрный университет, ул. Ворошилова, 25, 49600, Днепропетровск, Украина

Надійшла до редакції 15.04.2009

Гидратированная форма химически немодифицированного фуллерена С60 снижает степень радиационно-индуцированной окислительной модификации ДНК in vitro. Введение фуллерена мышам до воздействия рентгеновского излучения в летальной дозе способствует увеличению средней продолжительности жизни животных.

Ключевые слова: ионизирующее излучение, окислительное повреждение ДНК, радиационно-индуцированное сокращение жизни, фуллерены, радиопротекторы.

ВВЕДЕНИЕ

Активные формы кислорода (АФК) постоянно образуются в аэробных клетках, как в результате нормального метаболизма, так и при воздействии таких внешних факторов, как ионизирующее излучение, ультрафиолет, ксенобиотики, тепло и т.д. [1]. Избыточная генерация АФК приводит к усилению опасных для жизнедеятельности клеток процессов: перекисного окисления липидов,

окислительной модификации белков и нуклеиновых кислот [2]. Окислительные повреждения ДНК тесно связаны с процессами мутагенеза, канцерогенеза, старения и ряда ассоциированных с ними болезней пожилого возраста [1]. Повреждения молекул ДНК также являются одной из основных причин пострадиационной гибели животных [3]. Значительная часть (60-80%) повреждений ДНК, вызванных радиацией, формируется за счет АФК, образующихся при радиолизе воды [4]. Показано, что гуанин в ДНК является главной мишенью для активных форм кислорода. Образующийся при этом мутагенный продукт - 7,8-дигидро-8-оксогуанин (8-оксогуанин) - используется в качестве

чувствительного маркера окислительной

модификации ДНК [5]. Поскольку ДНК является ключевой мишенью радиации, а состояние генетического аппарата облученной клетки во многом определяет ее жизнеспособность и пролиферативную активность, то поиск новых радиозащитных соединений и антимутагенных агентов продолжает оставаться актуальной проблемой радиобиологии. Важными критериями, которым должны удовлетворять потенциальные радиопротекторы, являются: 1) высокая

радиолитическая стабильность, 2) высокая

антирадикальная эффективность, 3) нетоксичность. Однако, большинство традиционных радиопротекторов, имеющих стабильную химическую структуру, эффективно лишь в высоких концентрациях, зачастую оказывая побочное токсическое действие [6]. Данное обстоятельство обуславливает необходимость дальнейших теоретических и экспериментальных исследований с целью поиска оптимальных радиозащитных средств. В настоящее время на роль таковых претендуют фуллерены, являющиеся молекулярной формой чистого углерода. Молекулы фуллеренов состоят только из атомов углерода и представляют собой каркасные сферические структуры, характери-

зующиеся наличием системы делокализованных п-электронов и сопряженных двойных связей. Наиболее изученным представителем семейства фуллеренов является бакминстерфуллерен, или фуллерен С6о (рис. 1). Он отличается уникальными физико-химическими свойствами и биологической активностью [7, 8]. Показано, что фуллерен С60, а также некоторые его водорастворимые

производные, обладают мощными

антиоксидантными свойствами [9], проявляют гепато- и нейропротекторную активность [10, 11]. Кроме того, водорастворимые химические производные фуллерена - фуллеренолы и дендрофуллерены - обладают выраженными радиозащитными свойствами [12-14]. В нашей работе изучали эффекты химически

немодифицированного гидратированного фуллерена С60 (Hydrated C60 Fullerene - C60HyFn), водные растворы которого (C60 Fullerene Water Systems -C60FWS) содержат как единичные молекулы С60, так и их лабильные наноразмерные кластеры (3 - 36 нм). В химическом отношении C60HyFn представляет собой высокогидрофильный и устойчивый донорно-акцепторный комплекс С60 с молекулами воды -C60{H2O}n, где n = 22 - 24 [15, 16]. Несмотря на большое количество экспериментальных данных, демонстрирующих широкий спектр биологических и лечебно-профилактических эффектов C60HyFn, которые данная форма фуллерена проявляет даже в низких дозах, молекулярные механизмы ее действия остаются предметом интенсивного изучения и активных дискуссий [17-19]. Целью данной работы было исследовать способность гидратированного фуллерена С60 защищать ДНК от радиационно-индуцированного повреждения и оценить его радиопротекторные свойства на модели выживаемости мышей, подверженных действию рентгеновского излучения в летальной дозе.

Рис. 1. Фуллерен С60.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Получение фуллеренов (CбoFWS).

Высокостабильный водный раствор

гидратированного фуллерена (С60FWS) был

получен с помощью метода, предложенного Андриевским Г.В. и соавт. [15]. Суть метода заключается в переносе молекул С60 (МЕЯ Согр., США) из их раствора в органическом растворителе в водную фазу путем обработки ультразвуком без использования каких-либо солюбилизаторов.

Концентрация С60 в исходном растворе С60FWS составляла 260 мкМ, что эквивалентно 0.19 мг/мл.

Определение 8-оксогуанина (8-оГ). К образцам ДНК (350 мкг/мл), выделенной из спермы лосося и растворенной в 1 мМ фосфатном буфере, рН 6.8, вносили C60HyFn до конечных концентраций С60 0.001 - 1.0 мкМ непосредственно перед воздействием радиации в дозах 1 - 7 Гр. Облучение исследуемых образцов проводили на рентгеновской установке РУТ-15 (15 мА, 200 кВ) при мощности дозы 4.5 Гр/мин и фокусном расстоянии 19.5 см. Количественное определение одного из маркеров окислительной модификации ДНК - 8-оГ - проводили методом

иммуноферментного анализа с использованием моноклональных антител к 8-оГ так, как описано ранее [20].

Тест на выживаемость. В эксперименте были использованы самцы белых мышей Ку^НК массой 18-22 г, возрастом 6 недель. Все эксперименты проводили с соблюдением международных

рекомендаций Европейской конвенции о

проведении медико-биологических исследований с использованием животных. Исходный раствор фуллеренов (0,46 мг/мл) разводили в

изотоническом (5 мМ) растворе глюкозы и вводили внутрибрюшинно в объеме 0.5 мл в конечных дозах 0.1 или 1.0 мг/кг веса тела в двух режимах: за 1 час до или через 15 минут после тотального рентгеновского облучения в летальной дозе 7 Гр. Все эксперименты проводили на установке РУТ-15 при мощности дозы 1 Гр/мин и фокусном расстоянии 37.5 см. В качестве контрольных использовали 2 группы животных: 1) необлу-ченные животные (интактный контроль); 2) мыши, которым вводили изотонический раствор глюкозы, не содержащий фуллеренов, и облучали в той же дозе («незащищенный» контроль).

Статистическая обработка результатов. Достоверность различий между средними в эксперименте по определению 8-оГ оценивали с использованием 1-критерия Стьюдента. Разницу считали статистически значимой при Р < 0.05. Достоверность различий между кривыми выживания анализировали с помощью критерия Фишера (Р < 0.05).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В представленной работе впервые показано радиозащитное действие гидратированной формы фуллерена С60 на ДНК. Результаты исследования влияния C60HyFn на степень радиационно-индуцированной окислительной модификации ДНК с использованием 8-оГ в качестве маркера показаны на рис. 2. Следует отметить, что содержание 8-оГ во всех исследованных образцах ДНК возрастает прямо пропорционально поглощенной дозе рентгеновского излучения. C60HyFn оказывает статистически

достоверные антиоксидантные эффекты в концентрациях 0.1 - 1.0 мкМ (см. вкладку к рис. 2). При этом с использованием иммуноферментного анализа установлено, что исследуемый агент способствовал снижению количества

модифицированного гуанина на 35 - 50 %. Поскольку показано, что гидратированный фуллерен оказывает ДНК-защитное действие в указанных концентрациях, в экспериментах in vivo использовались близкие дозы

- 0.1 и 1.0 мг/кг веса тела.

Результаты исследования влияния C60HyFn на выживаемость мышей, облученных в летальной дозе рентгеновского излучения (7 Гр), приведены на рис. 3. Средняя продолжительность жизни мышей контрольной «незащищенной» группы после облучения составила 5 дней при максимальной выживаемости 12 дней. Введение фуллерена мышам через 15 минут после тотального облучения в дозе 7 Гр не увеличивало их среднюю и максимальную продолжительность жизни (данные не представлены). Установлено, что в данных экспериментальных условиях фуллерен оказывает радиозащитное действие только в режиме предварительного введения. Так, C60HyFn в дозе 0.1 мг/кг способствовал увеличению средней продолжительности жизни облученных мышей до

11 дней, тогда как максимальный срок жизни возрос на 11 дней по сравнению с этим показателем для контрольной группы. Наиболее выраженные радиозащитные эффекты фуллерена наблюдались при введении препарата в дозе 1.0 мг/кг. В данном случае 15 % облученных в летальной дозе животных доживали до 30 дня после воздействия радиации.

Важными критериями оценки эффективности действия радиопротектора являются изменения морфометрических характеристик подопытных животных. В ходе изучения радиозащитных эффектов гидратированной формы фуллерена проводился мониторинг прироста массы тела облучаемых мышей. Было показано, что выжившие к 10 суткам облученные животные контрольной группы теряли приблизительно 33 % массы по сравнению с интактными животными. В группе облученных животных, получивших максимальную дозу фуллерена, к 10-му дню после облучения потеря массы составила 21 %. К концу

эксперимента (30 сутки) данный показатель

статистически не отличался от такового для необлученных животных. Кроме того, некропсия облученных мышей из контрольной группы выявила признаки легочных и перикардиальных кровоизлияний. У мышей, которым вводили фуллерен перед облучением, степень

радиационного повреждения легких оказалась значительно меньшей по сравнению с «незащищенными» животными.

Хорошо известно, что для проявления эффективного радиопротекторного действия

защитные агенты должны присутствовать во время облучения и находится в достаточной близости от критических мест радиационного повреждения. Считается, что пострадиационное применение

большинства защитных агентов менее эффективно по сравнению с действием радиопротекторов, введенных в организм до облучения [21]. Результаты исследования защитных эффектов гидратированной формы фуллерена на организм млекопитающих, представленные в настоящей работе, согласуются с данным постулатом.

Известно, что ионизирующее излучение

индуцирует радиолиз воды, продуктами которого являются АФК (O2 , OH, Н2О2 и др.), повреждающие важнейшие макромолекулы клетки

- белки, липиды и ДНК. По этой причине большинство известных радиозащитных агентов являются антиоксидантами, предохраняющими различные клеточные структуры от атаки свободных радикалов [22]. Ранее было экспериментально доказано, что радиационно-индуцированное повреждение ДНК является главной причиной митотической задержки и гибели облученных клеток [23]. Нами показано, что C60HyFn предотвращает образование 8-оксогуанина в ДНК под воздействием рентгеновского излучения. Полученные результаты позволяют предположить, что ДНК-защитные и генопротекторные свойства гидратированного фуллерена лежат в основе его противолучевой активности. Кроме того, мы предполагаем, что гидратированный фуллерен как радиопротектор может оказывать не только ДНК-защитное действие, но также предохранять клеточные мембраны и белковые молекулы от радиационно-индуцированного окислительного повреждения in vivo.

Уникальные свойства фуллеренов как антирадикальных агентов, низкая токсичность и радиоустойчивость обуславливают перспективность их использования в качестве радиопротекторов. Способность фуллеренов взаимодействовать со свободными радикалами известна достаточно давно [24]. Множество работ посвящено антиоксидантной активности фуллеренов, которую данные агенты проявляют в различных биологических системах, защищая липиды мембран от перекисного окисления, вызванного свободными радикалами [9, 10]. Долгое время считалось, что мощная антирадикальная активность фуллеренов определяется электрон-дефицитными свойствами системы 30 сопряженных двойных связей, что делает молекулу С60 весьма эффективным акцептором свободных радикалов. Благодаря тому, что, в отличие от многих известных антиоксидантов, молекула С60 теоретически может связать 60 свободных радикалов, фуллерен получил название «губки для радикалов» [24]. При этом исходный фуллерен и его производные должны претерпевать химические изменения, «расходоваться».

Доза, Гр

Рис. 2. Влияние C60HyFn в концентрациях 0.001- 1.0 мкМ на образование 8-оксогуанина (8-оГ) в ДНК in vitro под воздействием рентгеновского излучения (M ±m, n = 3). На вкладке - влияние C60HyFn на радиационно-химический выход 8-оГ при облучении раствора ДНК в максимальной дозе 7 Гр (* - Р < 0.05 по сравнению с контролем).

w

К

к

га

м

К

й

3

я

л

I-

о

о

Щ

н

§

&

И

10 15 20 25

Время после облучения, сут.

30

Рис. 3. Выживаемость мышей при внутрибрюшинном введении C6oHyFn (0.1 или 1.0 мг/кг веса тела) за 1 час до тотального облучения рентгеновскими лучами животных в летальной дозе 7 Гр (мощность дозы 1 Гр/мин).

Однако, в последнее время стало появляться все больше работ, результаты которых демонстрируют, что механизм действия некоторых водорастворимых производных фуллеренов в качестве антиоксидантов невозможно объяснить, исходя из ранее предложенной концепции. В работах [25-27] было показано, что в присутствии некоторых водорастворимых химических производных фуллерена «нейтрализуется» количество АФК, намного превышающее теоретически возможную величину. Авторы объясняют данный феномен наличием у фуллереновых производных каталитических свойств, которые позволяют этим веществам функционировать в качестве миметиков супероксиддисмутазы (СОД), причем в ходе катализа углеродный кор молекулы С60 не окисляется, а сам фуллерен длительное время не расходуется. Наличие у водорастворимых фуллеренов свойств особых катализаторов рекомбинации свободных радикалов в водной фазе, по крайней мере, отчасти может объяснить чрезвычайно высокую эффективность и пролонгированность их действия в крайне малых дозах [17, 19].

Мощная антиоксидантная активность фуллеренов - не единственная особенность данных веществ, вызвавшая к ним в последнее время повышенный интерес радиобиологов. Во-первых, нативный фуллерен С60 демонстрирует высокую стабильность к действию ионизирующей радиации в высоких дозах. В работе [28] показано, что постоянное облучение образцов немодифи-цированных фуллеренов в течение месяца в дозе

6 МГр (т.е. в миллион раз превышающую дозу радиации, использовавшуюся в нашем

эксперименте), привело к нарушению структуры только 5 % молекул С60. Во-вторых, фуллерен С60 относится к группе малотоксичных веществ. В многочисленных исследованиях токсикологии фуллеренов и их производных установлено, что данная форма чистого углерода, не

модифицированная химически, не оказывает острых или подострых токсических эффектов при введении в организм млекопитающих в дозах вплоть до 2.5 г/кг веса тела [8, 10, 17]. Все эти свойства фуллеренов, описанные выше, послужили стимулом для исследований их потенциальной радиозащитной активности.

Ранее было показано, что наночастицы водорастворимого производного фуллерена -дендрофуллерена - защищают эмбрионы рыб Danio rerio от эмбриотоксичного действия радиации и увеличивают их выживаемость [13]. Большая часть работ по исследованию противолучевой активности водорастворимых фуллеренов выполнена с

использованием полигидроксифуллеренов, или фуллеренолов - С60(ОН)п, несущих различное количество боковых ОН-групп (п = 12-26).

Показано, что фуллеренолы защищают

одноклеточный организм Stylonychia mytilus в условиях воздействия у-излучения [12].

Исследования влияния фуллеренолов на состояние антиоксидантной системы при воздействии рентгеновского излучения в дозе 24 Гр проводили на линии эритролейкемических клеток человека К562. Установлено, что присутствие гидроксилированных производных фуллеренов в питательной жидкости усиливает активность СОД и глутатионпероксидазы [29]. На сегодняшний день имеется немного информации о радиозащитной эффективности фуллеренов у млекопитающих. В работе Т^коуюЬ S. и соавт. [14] показано, что фуллеренолы С60(ОН)п при введении в организм крыс в дозах 10 и 100 мг/кг перед рентгеновским облучением в летальной дозе демонстрируют высокую радиозащитную активность, оказывая тканезащитные эффекты и способствуя увеличению выживаемости облученных грызунов. При этом немодифицированные фуллерены в виде C60HyFn, использовавшиеся в нашем эксперименте в дозах, на два порядка меньших, чем в работе Т^коуюЬ S. и др., оказывали сопоставимые с С60(ОН)п защитные эффекты. Известно, что введение в фуллереновый кор электронодонорных заместителей, в частности, полигидроксилирование, приводит к уменьшению способности фуллеренов к взаимодействию со свободными радикалами, а, следовательно, и способности функционировать в качестве «губки для радикалов» [30]. Тем не менее, авторы всех упомянутых выше работ по радиозащитным эффектам фуллеренов связывают протекторное действие модифицированных фуллеренов исключительно с их способностью непосредственно реагировать с АФК. Несомненно, проявление ДНК-защитных и радиопротекторных свойств гидратированного немодифицированного фуллерена С60 на организм млекопитающих, установленное в нашем исследовании, связано с антирадикальной активностью данного вещества. Однако, основываясь на данных последних лет, следует иметь в виду, что антиоксидантные свойства водорастворимых фуллеренов могут реализовываться также посредством

альтернативного механизма, заключающегося в способности молекул С60 катализировать реакции рекомбинации свободных радикалов в водной фазе и функционировать в качестве своеобразных регуляторов свободнорадикальных процессов в биологических системах [17, 26, 27]. Таким

образом, особенности молекулярных механизмов биологической активности гидратированного

фуллерена С60 как нового антиоксидантного и радиозащитного агента нуждаются в дальнейшем детальном изучении.

ВЫВОДЫ

Установлено, что гидратированная форма нативного фуллерена С60 защищает гуанин в ДНК от окислительной модификаций при воздействии рентгеновского излучения in vitro. Введение фуллерена мышам перед облучением в летальной дозе способствует увеличению выживаемости животных.

БЛАГОДАРНОСТИ

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований - грант 09-04-90410.

Литература

1. Bruskov V.I., Malakhova L.V., Masalimov Zh.K., Chernikov A.V. Heat-induced formation of reactive oxygen species and 8-oxoguanine, a biomarker of damage to DNA // Nucl. Acids Res. - 2002. - Vol. 30. -P. І354-І363.

2. Меньщикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К., Бондарь И.А., Кругловых Н.Ф., Труфанкин В.А.

Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. - М.: Фирма «Слово», 2006. - 556 с.

3. Ярмоненко С. П., Вайсон А. А. Радиобиология человека и животных. - М.: «Высшая школа», 2004.

- 549 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Газиев А.И. Повреждение ДНК в клетках под действием ионизирующей радиации // Радиац. Биология. Радиоэкология.-1999.- Т. 39. - С. 630-63S.

5. Sangsuwan T., Haghdoost S. The nucleotide pool, a target for low-dose -ray-induced oxidative stress // Radiat. Res. - 200S. - Vol. І70. - P. 776-7S3.

6. Кудряшев Ю. Б. Химическая защита от лучевого поражения // Соросовский образовательный журнал.

- 2000. - Т. 6., № 6. - С. 2І-26.

7. Kroto H.W., Heath J.P., O’Brien S.C., Curl R.F., Smalley R.E. C60: Buckminsterfullerene // Nature. - 1985. -Vol. 318. - P. І62-І63.

S. Пиотровский Л.Б., Киселев О. И. Фуллерены в биологии. - СПб.: ООО «Издательство Росток», 2006.

- 336 с.

9. Wang I.C., Tai L.A., Lee D.D., Kanakamma P.P., Shen C.K., Luh T.Y., Cheng C.H., Hwang, K.C. C60 and water-soluble fullerene derivatives as antioxidants against radical-initiated lipid peroxidation // J. Med. Chem. - І999. - Vol. 42. - P. 46І4-4620.

10. Gharbi N., Pressac M., HadchouelM., Szwarc H., Wilson H., Moussa F. [60] Fullerene is an in vivo powerful antioxidant with no acute or sub-acute toxicity // Nano Lett. - 2005. - Vol. 5. - P. 257S-25S5.

11. Dugan L., Lovett E., Quick K., Lotharius J., Lin T., O’Malley K. Fullerene-based antioxidants and neurodegenerative disorders // Parkinsonism Relat. Disord. - 200І. - Vol. 7. - P. 243-246.

12. Zhao Q., Li Y., Xu J., Liu R., Li W. Radioprotection by fullerenols of Stylonychia mytilus exposed to y-rays // Int. J. Radiat. Biol. - 2005. - Vol. 81. - P. І69-І75.

13. Daroczi B., Kari G., McAleer M.F., Wolf J.C., Rodeck U., Dicker A. In vivo radioprotection by the fullerene nanoparticle DF-1 as assessed in a Zebrafish model // Clin. Cancer Res. - 2006. - Vol. І2. - P. 7086-7091.

14. Trajkovic S., Dobric S., Jacevic V., Dragojevic-Simic V., Milovanovic Z., Dordevic A. Tissue-protective effects of fullerenol C60(OH)24 and amifostine in irradiated rats // Colloids Surf. B: Biointerfaces. - 2007. - Vol. 5S. -P. 39-43.

15. Andrievsky G.V., Kosevich M.V., Vovk O.M., Shelkovsky V.S., Vashchenko L.A. On the production of an aqueous colloidal solution of fullerenes // J. Chem. Soc. Chem. Commun. - І995. - Vol. І2. - P. 1281-1282.

16. Andrievsky G.V., Klochkov V.K., Bordyuh A., Dovbeshko

G.I. Comparative analysis of two aqueous-colloidal solutions of C60 fullerene with help of FT-IR reflectance and UV-VIS spectroscopy // Chem. Phys. Lett. - 2002. -Vol. 364. - P. 8-17.

17. Andrievsky G.V., Klochkov V.K., Derevyanchenko L.I. Is C60 fullerene molecule toxic?! // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures.-2005.-Vol. 13.- P. 363-376.

1S. Podolski I.Y., Podlubnaya Z.A., Kosenko E.A., Mugantseva E.A., Makarova E.G., Marsagishvili L.G., Shpagina M.D., Kaminsky Y.G., Andrievsky G.V., Klochkov V.K. Effects of hydrated forms of C60 fullerene on amyloid р-peptide fibrillization in vitro and performance of the cognitive task // J. Nanosci. Nanotechnol. - 2007. - Vol. 7. - P. 1479-14S5.

19. Tykhomyrov A.A., Nedzvetsky V.S., Klochkov V.K., Andrievsky G. V. Nanostructures of hydrated C60 fullerene (C60HyFn) protect rat brain against alcohol impact and attenuate behavioral impairments of alcoholized animals // Toxicol. - 200S. - Vol. 246. -P. 15S-165.

20. Gudkov S.V., Shtarkman I.N., Smirnova V.S., Chernikov A.V., Bruskov V.I. Guano sine and inosine display antioxidant activity, protect DNA in vitro from oxidative damage induced by reactive oxygen species, and serve as radioprotectors in mice // Radiat. Res. - 2006. -Vol. 165. - P. 53S-545.

21. Curran W.J. Radiation-induced toxicities: the role of radioprotectants // Semin. Radiat. Oncol.-199S.-Vol. S.

- P. 2-4.

22. Okunieff P., Swarts S., Keng, P., Sun, W., Wang, W., Kim, J., Yang, S., Zhang H., Liu C., Williams J.P., Huser

A.K., Zhang L. Antioxidants reduce consequences of radiation exposure // Adv. Exp. Med. Biol. - 200S. -Vol. 614. - P. 165-17S.

23. Ward J.F. DNA damage produced by ionizing radiation in mammalian cells: identities, mechanisms of formation and reparability // Prog. Nucl. Acid Res. Mol. Biol. -19SS. - Vol. 35. - P. 95-125.

24. Krusic P.J., Wasserman E., Keizer P., Morton J.R., Preston K.F. Radical reactions of C60 // Science. - 1991.

- Vol. 254. - P. 11S3-11S5.

25. Bensasson R.V., Brettreich M., Frederiksen J., Gottinger

H., Hirsch A., Land E.J., Leach S., McGarvey D.J., Schonberger H. Reactions of e-aq, CO2" , HO", O2" and O2(1Ag) with a dendro[60]fullerene and C60[C(COOH)2]n

(n = 2-6) // Free Rad. Biol. Med. - 2000. - Vol. 29. -P. 26-33.

26. Ali S.S., Hardt J.I., Quick K.L., Kim-Han J.S., Erlanger

B.F., Huang T.-T., Epstein C.J., Dugan L. A biologically effective fullerene (C60) derivate with superoxide dismutase mimetic properties // Free Rad. Biol. Med. -2004. - Vol. 37. - P. 1191-1202.

27. Quick K.L., Ali S.S., Arch R., Xiong C., Wozniak D., Dugan L.L. A carboxyfullerene SOD mimetic improves cognition and extends the lifespan of mice // Neurobiol. Aging. - 200S. - Vol. 29. - P. 117-12S.

28. Albarran G., Basiuk V.A., Basiuk E.V., Saniger J.M. Stability of interstellar fullerenes under high-dose y-irradiation // Adv. Space Res.- 2004.- Vol.33.- P.72-75.

29. Bogdanovic V., Stankov K., Icevic I., Zikic D., Nikolic A.., Solajic S., Djordjevic A., Bogdanovic G. Fullerenol C60(OH)24 effects on antioxidative enzymes activity in irradiated human erythroleukemia cell line // J. Radiat. Res. - 2008. - Vol. 49. - P. 321-327.

30. Guldi D.M., Asmus K.-D. Activity of water-soluble fullerenes towards •OH-radicals and molecular oxygen // Radiat. Phys. Chem. - 1999. - Vol. 56. - P. 449-456.

ДНК-ЗАХИСНІ ТА РАДІОПРОТЕКТОРНІ ЕФЕКТИ ГІДРАТОВАНОГО ФУЛЕРЕНУ Сб0

Гудков С.В., Штаркман І.М., Асадулліна Н.Р., Гармаш С.А., Карп О.Е., Андрієвський Г.В., Недзвецький В.С, Тихомиров А.О.

Гідратована форма хімічно не модифікованого фулерену С60 знижує ступінь радіаційно-індукованої окисної модифікації ДНК in vitro. Введення фулерену мишам перед опроміненням у летальній дозі сприяє подовженню терміну життя тварин.

Ключові слова: іонізуюче випромінювання, окисне пошкодження ДНК, радіаційно-індуковане скорочення життя, фулерени, радіопротектори.

DNA-PROTECTIVE AND RADIOPROTECTIVE EFFECTS OF HYDRATED C60 FULLERENE

Gudkov S., Shtarkman I., Asadullina N., Garmash S., Karp O., Andrievsky G., Nedzvetsky V., Tykhomyrov A.

Hydrated form of chemically non-modified C60 fullerene prevents DNA against radiation-induced oxidative modification. Pretreatment of mice with fullerene before X-ray irradiation in lethal dose extends survival of irradiated animals.

Key words: ionizing irradiation, oxidative damage of DNA, radiation-induced restriction of life, fullerenes, radioprotectants.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.