CC BY
52
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION. NATURAL SCIENCE. 2017. No. 4-2
УДК 616-006, 57.08, 57.084.1 DOI 10.23683/0321-3005-2017-4-2-41-47
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТИМУСА И СЕЛЕЗЕНКИ МЫШЕЙ-ОПУХОЛЕНОСИТЕЛЕЙ ПРИ ВВЕДЕНИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОЧАСТИЦ
© 2017 г. Е.Ю. Златник1, Е.М. Непомнящая1, О.Г. Шульгина1, Е.И. Золотарева1
1Ростовский научно-исследовательский онкологический институт, Ростов-на-Дону, Россия
MORPHOLOGIC PECULIARITIES OF THYMUS AND SPLEEN IN TUMOR-BEARING MICE AFTER ADMINISTRATION OF NANOPARTICLES OF TRANSITION METALS
E.Yu. Zlatnik1, E.M. Nepomnyashchaya1, O.G. Shulgina1, E.I. Zolotareva1
1Rostov Research Institute of Oncology, Rostov-on-Don, Russia
Златник Елена Юрьевна - доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник, лаборатория имму-нофенотипирования опухолей, Ростовский научно-исследовательский онкологический институт, ул. 14-я линия, 63, г. Ростов-на-Дону, 344037, Россия, е-шай: rnioi@list.ru Непомнящая Евгения Марковна - доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник, лаборатория имму-нофенотипирования опухолей, Ростовский научно-исследовательский онкологический институт, ул. 14-я линия, 63, г. Ростов-на-Дону, 344037, Россия, е-шай: rnioi@list.ru Шульгина Оксана Геннадьевна - научный сотрудник, лаборатория иммунофенотипирования опухолей, Ростовский научно-исследовательский онкологический институт, ул. 14-я линия, 63, г. Ростов-на-Дону, 344037, Россия, е-шаИ: rnioi@list.ru
Золотарева Екатерина Игоревна - младший научный сотрудник, лаборатория иммунофенотипирования опухолей, Ростовский научно-исследовательский онкологический институт, ул. 14-я линия, 63, г. Ростов-на-Дону, 344037, Россия, е-шаИ: rnioi@list.ru
Elena Yu. Zlatnik - Doctor of Medicine, Professor, Main Researcher, Laboratory of Immunophenotyping of Tumors, Rostov Research Institute of Oncology, 14-ya Liniya St., 63, Rostov-on-Don, 344037, Russia, e-mail: rnioi@list.ru
Evgeniya M. Nepomnyashchaya - Doctor of Medicine, Professor, Main Researcher, Laboratory of Immunophenotyping of Tumors, Rostov Research Institute of Oncology, 14-ya Liniya St., 63, Rostov-on-Don, 344037, Russia, e-mail: rni-oi@list.ru
Oksana G. Shulgina - Researcher, Laboratory of Immuno-phenotyping of Tumors, Rostov Research Institute of Oncology, 14-ya Liniya St., 63, Rostov-on-Don, 344037, Russia, e-mail: rnioi@list.ru
Ekaterina I. Zolotareva - Junior Researcher, Laboratory of Immunophenotyping of Tumors, Rostov Research Institute of Oncology, 14-ya Liniya St., 63, Rostov-on-Don, 344037, Russia, e-mail: rnioi@list.ru
Ранее нами был получен противоопухолевый эффект при введении наночастиц (НЧ) переходных металлов (Cu, Zn, Fe) мышам-опухоленосителям с перевиваемой опухолью - саркомой 37 (С37). В данной работе проведено экспериментальное исследование влияния введения тех же НЧ на состояние центрального (тимуса) и периферического (селезенки) органов иммунной системы у 40 мышей-опухоленосителей с С37. Выполнено морфологическое и морфометрическое изучение тимуса и селезенки животных трех основных групп (получавших НЧ металлов) и контрольной группы мышей-опухоленосителей. Установлено, что контрольная группа характеризуется гистологическими признаками угнетения обоих исследованных органов. Напротив, под действием введенных НЧ Zn происходит преимущественная стимуляция Т-клеточного звена, о чем можно судить по гиперплазии коркового вещества в дольках тимуса, а при введении НЧ Cu отмечена стимуляция В-клеточного звена, о чем говорят гиперплазия фолликулов селезенки и увеличение числа митозов в них. Поскольку такие изменения происходят на фоне регрессии перевиваемой опухоли мышей, они, по-видимому, свидетельствуют о вовлеченности иммунной системы в эффективный противоопухолевый ответ. При введении животным-опухоленосителям НЧ Fe, проявляющих слабый противоопухолевый эффект, гистологические особенности этих органов соответствуют контролю. Итак, показано стимулирующее действие на органы иммунной системы мышей НЧ Cu и НЧ Zn при индуцированной их введением регрессии перевиваемой опухоли, у НЧ Fe такого свойства не обнаружено.
Ключевые слова: наночастицы металлов, мыши-опухоленосители, саркома 37, морфология, Т- и В-клеточные звенья иммунной системы, тимус, селезенка.
We had achieved antitumor effect after the administration of metallic nanoparticles (NP Cu, NP Zn and NP Fe) on transplanted sarcoma 37 (S37) in tumor-bearing mice in previous studies. The experimental investigation of the effect of the same NP on central (thymus) and peripheral (spleen) organs of immune system was carried out in 40 tumor-bearing mice with the use of morphologic and morphometric methods in the present study. Thymus and spleens of 4 groups of mice were studied: 3 were experimental ones receiving NP Cu, NP Zn and NP Fe, 1 was the control one. Our results showed that the control mice were characterized by morphologic signs of depression and even injure in the studied organs. On the contrary, admin-
ISSN 0321-3005 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИИ РЕГИОН._ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ. 2017. № 4-2
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION. NATURAL SCIENCE. 2017. No. 4-2
istration of NP Zn causes stimulation of predominantly T-link of immune system (hyperplasia of cortical substance in thymic lobules); while after injection of NP Cu enhancement of B-link was noted (hyperplasia of spleen follicles and increased incidence of mitosis). Since such changes developed in the context of the transplanted tumor regression they are likely to indicate the involvement of immune system in the effective antitumor response. After injection of NP Fe with poor antitumor effect histological peculiarities of the organs are similar to those of control mice with S37 and are characterized by morphologic signs of inhibition or even destruction. Thus we have showed stimulating effect of NP Cu and NP Zn on organs of immune system in mice with NP-induced regression of transplanted tumor while NP Fe produced no or rather inhibiting effect.
Keywords: metallic nanoparticles, tumor-bearing mice, sarcoma 37, morphology, T- and B-links of immune system, thymus, spleen.
Введение
Наноразмерные частицы различных веществ, в том числе металлосодержащих, разработка которых активно происходит в последние годы в стране и в мире, находят эффективное применение в биологии и медицине [1, 2]. Вследствие их размера, обеспечивающего многократное возрастание суммарной поверхности и проникающей способности, они могут представлять значительный интерес для коррекции различных патологических процессов. Нами ранее был проведен ряд экспериментальных исследований по оценке действия наночастиц (НЧ) переходных металлов Zn, Fe и их сплава) на рост перевиваемых опухолей. При этом был получен противоопухолевый эффект, вплоть до полной регрессии мышиных сарком С180 и С37, сопровождающиеся развитием выраженных дистрофических изменений в опухолевых клетках и существенным повышением продолжительности жизни опытных животных [3, 4]. Наиболее выраженный эффект вызывали НЧ цинка и меди, а самый слабый и регистрируемый не во всех модельных системах проявляли НЧ железа [4]. Хорошо известно, что многие противоопухолевые вещества обладают иммунодепрессивным действием, приводящим к развитию значительных побочных явлений. Нарушение структурно-функциональных характеристик тимуса и селезенки как при развитии перевиваемых опухолей, так и при их экспериментальной химиотерапии является известным фактом [5-7]. Наночастицы в этом аспекте остаются малоисследованными, есть единичные данные о морфологических особенностях лимфоидных органов у крыс-опухоленосителей при действии НЧ ^ [8, 9].
Цель данной работы - сравнительное экспериментальное исследование действия НЧ переходных металлов (Си, Zn, Fe) на морфофункциональное состояние органов иммунной системы (тимуса и селезенки) при развитии регрессии перевиваемой опухоли у животных.
Материалы и методы исследования
В работе были использованы НЧ (размер 40^100 нм), представляющие собой ультрадисперсные по-
рошки переходных металлов (Cu, Zn, Fe), синтезированные на Саратовском плазмохимическом комплексе ФГУП РФ ГНЦ ГНИИХТЭОС. Перевиваемая асцитная саркома (С37) мышей была получена из коллекции РОНЦ им. Н.Н. Блохина. Эксперимент выполнялся с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/ЕЕС) и Хельсинкской декларации по защите позвоночных животных, используемых для лабораторных и иных целей. Сорока белым беспородным мышам-самцам массой 18^20 г, содержащимся в стандартных условиях вивария, внутрибрюшинно перевивали С37; через 4 дня животным опытных групп начинали ежедневное вну-трибрюшинное введение взвеси НЧ металлов (Zn, Cu или Fe) в концентрации 10 мкг/мл по 0,5 мл; контрольной группе - по 0,5 мл изотонического раствора NaCl. Введение выполняли в течение 4 дней, суммарная доза НЧ составляла 20 мкг/мышь (1 мг/кг массы), после чего животных наблюдали 4 дня. Рост или регрессию опухоли регистрировали по накоплению асцитической жидкости и по результатам ее цитологического исследования. Регрессия наблюдалась у мышей опытных групп, получавших НЧ Cu и НЧ Zn, в отличие от получавшей НЧ Fe и контрольной [4]. Десять мышей составили группу интактных животных. Тимусы и селезенки мышей всех групп фиксировали в формалине и в жидкости Карнуа, после проводки до парафиновых блоков готовили срезы, которые окрашивали гематоксилином-эозином и метиловым зеленым пиронином по Браше. Срезы исследовали с помощью светового микроскопа Micros (Австрия), выполняли морфометрию.
Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием параметрических (критерий Стьюдента) и непараметрических (критерий Вилкоксона, z-критерий знаков) методов.
Результаты и обсуждение
Результаты исследования представлены в табл. 1, 2 и на рис. 1-3.
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION. NATURAL SCIENCE. 2017. No. 4-2
Таблица 1
Количество дистрофически измененных тимоцитов у мышей с С37, получавших НЧ металлов, % / The amount of injured thymocytes in mice with S37 after administration of metallic NP, %
Зона тимуса Группа животных, n=10
Контроль НЧ Cu НЧ Zn НЧ Fe
Субкапсулярная 62,99±2,72 46,57±2,691Д4 18,93±2,261,2,4 64,92±6,52,3
Корковая 49,53±4,55 20,32±1,91,4 18,22±2,781,4 54,23±7,172,3
Мозговое вещество 52,75±3,66 39,82±6,85 17,8±2,21А4 53,28±5,053
Рис. 1. Микроскопическая характеристика тимуса и селезенки мышей опытных и контрольной групп. Окрашивание метиловым зеленым пиронином по Браше, х200: а - нарушение структуры тимуса у контрольных мышей: нечеткость деления на корковое и мозговое вещество, преобладание последнего; б - дезорганизация структуры тимуса мышей-опухоленосителей после введения НЧ Fe; корковое и мозговое вещество неразличимы; замещение паренхимы жировой тканью; в - высокая плотность расположения тимоцитов после введения НЧ Zn, редукция мозгового слоя при преобладании коркового, утолщение капсулы за счет развития рыхлой волокнистой соединительной ткани; г - нечеткость границ между красной и белой пульпой в селезенках животных, получавших НЧ Fe, размытость фолликулов, отложение бесструктурных частиц бурого цвета; д - гиперплазия фолликулов селезенки со светлыми центрами и высокая плотность расположения спленоцитов в них
у животных, получавших НЧ Cu / Fig. 1. Microscopic characteristics of thymus and spleen of experimental and control mice. Staining with methyl-green pyronin according to Brachet x200: a - injure of thymic structure in control tumor-bearing mice: nebulosity of division into cortical and medullar substance with prevalence of the last one; b - destructurization of thymus in tumor-bearing
mice after administration of NP Fe, borders between cortical and medullar substances are unclear; replacement of parenchyma by fatty tissue; c - high density of thymocytes location after administration of NP Zn, reduction of medullar substance and prevalence of cortical one, thickened capsule because of the development of loose connective tissue; d - vague borders between red and white pulp in spleen with deposition of destructurized brown particles in animals after administration of NP Fe in follicles; e - hyperplasia of spleen follicles with clear centers and high density of spleenocytes location after administration of NP Cu
ISSN 0321-3005 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИМ РЕГИОН._ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ 2017. № 4-2
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION. NATUR4L SCIENCE. 2017. No. 4-2
Таблица 2
Морфометрические характеристики селезенок мышей с С37, получавших НЧ металлов / Morphometric characteristics of spleens of mice with S37 after administration of metallic NP
Показатель Группа мышей, n=10
Контроль НЧ Cu НЧ Zn НЧ Fe
Количество лимфоидных фолликулов (К в срезе) 13,29±1,17 29,13±3,4 !-4 25,43±3,12 1 18,6±1,72 2
Больших, % 31,18±2,59 41,23±3,52 1 19,66±2,93 124 39,78±4,49 3
Средних, % 32,26±2,14 31,31±2,74 32,6±3,15 37,64±3,55
Малых, % 36,56±3,35 27,46±2,21 1 47,74±3,38 1'2'4 22,58±1,53 1'3
С герминативным центром (К в срезе) 3,57±0,42 7,88±0,71 1'4 7,14±0,63 1'4 4,67±0,66 2 3
Количество фигур митоза в герминативных центрах, N 4,29±0,56 6,4±0,9 14 5,63±0,46 4 3,86±0,48 2 3
Примечание. Статистически достоверные отличия: 1 - от контроля; 2 - от НЧ Си; 3 - от НЧ 2п; 4 - от НЧ Бе (р<0,05); п - количество животных в группе; N - количество фолликулов в срезе.
Рис. 2. Сравнительная характеристика количества дистрофически измененных тимоцитов мышей с перевитой С37 после введения металлических НЧ: I - корковое вещество; II - мозговое вещество / Fig. 2. Comparative characteristrics of injured thymocytes in mice with transplanted S37 after administration of metallic nanoparticles: I - cortical substance; II - medullar substance
Рис. 3. Сравнительная характеристика некоторых морфометрических показателей селезенки мышей с перевитой С37 после введения металлических НЧ: I - общее количество лимфоидных фолликулов в срезе; II - количество фолликулов с герминативным центром; III - количество митозов / Fig. 3. Comparative characteristrics of some morphometric indices of spleen in mice with transplanted S37 after administration of metallic nanoparticles: I - general amount of lymphoid follicles in one slice; II -amount of lymphoid follicles with germinal center; III - amount of mitoses
У контрольных животных-опухоленосителей выявлены признаки угнетения активности тимуса: в дольках мозговое вещество преобладает над корковым, местами наблюдается выход мозгового вещества за пределы дольки (рис. 1а). Подобная дезорганизация структуры тимуса отмечена у мышей-опухоленосителей и после введения НЧ Бе (рис. 1б). Напротив, в дольках тимусов животных, получавших НЧ Си и НЧ 2п, наблюдались выраженное развитие коркового вещества, местами с редукцией мозгового вещества, а также умеренная (НЧ Си) и высокая (НЧ 2п) плотность расположения тимоцитов (рис. 1в). В соединительной ткани тимуса мышей, получавших НЧ Бе, как и в контроле, встречаются единичные тучные клетки в состоянии активной де-грануляции, у животных после введения НЧ 2п наблюдались их скопления с гранулами внутри клеток, а после введения НЧ Си - без гранул. Суб-капсулярная зона лучше всего выражена после введения НЧ 2п; она богата пиронинофиль-ными клетками, имеет высокую плотность расположения
ISSN 0321-3005 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН._ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ. 2017. № 4-2
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION. NATURAL SCIENCE. 2017. No. 4-2
тимоцитов (рис. 1в), тогда как у мышей других групп она развита слабее. У мышей контрольной группы и группы, получавшей НЧ Fe, корковое вещество тимуса менее развито, чем мозговое; в некоторых дольках наблюдается замещение паренхимы жировой тканью (рис. 1б). В отличие от них у животных, получавших НЧ ^ или НЧ Zn, корковое вещество хорошо развито, преобладает над мозговым, имеет плотное расположение тимоцитов, 1^2 % из них в состоянии митоза; в нем встречаются единичные плазматические клетки. В мозговом веществе контрольных животных присутствуют макрофаги и плазматические клетки; после введения НЧ ^ - макрофаги и эпителиальные клетки, после введения НЧ Zn - плазматические и множество эпителиальных.
Количество тимоцитов с признаками дистрофических изменений (кариопикноза, кариорексиса, кариолизиса, вакуолизации ядра и цитоплазмы) у мышей-опухоленосителей, получавших внутри-брюшинное введение НЧ различных металлов, представлено в табл. 1 и на рис. 2. Сравнение с показателями интактных мышей демонстрирует выраженное повышение процентного содержания дистрофически измененных тимоцитов коркового и мозгового вещества при росте С37, а также его снижение вплоть до нормализации при введении НЧ ^ и особенно НЧ Zn, тогда как при введении НЧ Fe оно значительно превышает нормативные значения (рис. 2).
Как видно из табл. 1, процент дистрофически измененных клеток при введении НЧ Fe не отличается от контроля. При введении НЧ Zn происходит значительное (2,7^3,3-кратное) уменьшение дистрофически измененных тимоцитов в субкапсуляр-ной и корковой зонах, в мозговом веществе, причем отмечается минимальное количество тимоци-тов с признаками наиболее тяжелых изменений (рексиса и лизиса ядер). Промежуточное положение по способности индуцировать дистрофические изменения тимоцитов занимают НЧ ^ (табл. 1).
Таким образом, НЧ Zn оказывают наиболее выраженное стимулирующее действие на тимус, что происходит одновременно с максимальной регрессией асцитной опухоли С37 после их внутрибрю-шинного введения.
При морфологическом исследовании селезенок у мышей всех изученных групп были обнаружены тонкая или умеренно выраженная капсула, тонкие трабекулы, слабозаметные или умеренно выраженные сосуды, запустевшие или содержащие небольшое количество клеток крови. Белая пульпа представлена Т-зависимыми (периартериальными муфтами) и В-зависимыми областями (лимфоидными фолликулами, имеющими мантийную, маргиналь-
ную зоны, некоторые - герминативный центр) с плотным, иногда разреженным расположением лимфоцитов. Размеры фолликулов и муфт, а также их количество варьируют. Тучные клетки, пустые или заполненные гранулами, иногда с незначительной дегрануляцией, встречаются редко. Селезенки животных опытных групп, преимущественно получавших НЧ Си и НЧ Zn, отличались от контроля высокой и умеренной плотностью расположения спленоцитов, при введении НЧ Си - признаками гиперплазии фолликулов (рис. 1д), иногда с их смещением в область красной пульпы. У контрольных мышей, а также в группе, получавшей НЧ Fe, отмечается разреженное расположение спленоци-тов, деструктуризация фолликулов, нечеткость их границ (рис. 1г). Наблюдаемые в срезах селезенки отложения бесструктурных частиц бурого цвета, по-видимому, представляют собой конгломераты металлических НЧ, накопление которых в селезенке описано в литературе [8]. Результаты морфомет-рии селезенок представлены в табл. 2 и на рис. 3.
Данные, представленные на рис. 3, показывают, что общее количество лимфоидных фолликулов селезенки снижается при развитии перевиваемой опухоли, а нормализация этого показателя происходит при введении НЧ ^ и НЧ Zn, но не НЧ Fe. Хотя развитие С37 и приводит к снижению числа фолликулов с герминативным центром у животных всех исследованных групп, введение НЧ ^ и НЧ Zn способствует восстановлению митотической активности спленоцитов.
Как видно из табл. 2, среднее количество фолликулов в срезе селезенок животных контрольной группы минимально; показатель мышей, получавших НЧ Fe, не отличается от него. Количество фолликулов после введения НЧ Zn и НЧ ^ было статистически достоверно выше, превосходя контроль в 2 раза, а показатель мышей, получавших НЧ Fe, - в 1,4-1,5 раза. При введении НЧ ^ преобладали крупные фолликулы, а при введении НЧ Zn -мелкие, однако число фолликулов с герминативным центром в обеих группах было выше, чем в контроле и при действии НЧ Fe. Количество фигур митоза у животных, получавших НЧ статистически достоверно превышало контрольные значения, а после введения НЧ Fe митотическая активность В-лимфобластов, формирующих герминативный центр фолликул, была ниже, чем после введения НЧ Си и НЧ Zn.
Итак, регрессия перевиваемой опухоли С37 мышей под действием введения металлических НЧ сопровождается не только восстановлением цитоархи-тектоники центральных и периферических органов иммунной системы, но и морфологическими признаками стимуляции их активности. Развитые и
ISSN 0321-3005 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН._ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ. 2017. № 4-2
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION. NATURAL SCIENCE. 2017. No. 4-2
структурированные дольки, гиперплазия коркового вещества и снижение количества дистрофически измененных клеток в тимусе, увеличение количества лимфоидных фолликулов, в частности, с герминативным центром в селезенке, отражают стимуляцию активности Т- и В-клеточного звеньев иммунной системы животных при введении НЧ Си и НЧ 2п, причем у первых отмечено преимущественное действие на В-звено, а у вторых - на Т-клеточное звено иммунной системы. При минимальном противоопухолевом эффекте от введения НЧ Fe отмечено нарушение структуры, а следовательно, и функции этих органов. Регрессия опухоли и состояние органов иммунной системы тесно связаны и взаимозависимы. Повреждение центральных и периферических органов иммунной системы при опухолевом росте, как показано многочисленными исследованиями, носит стрессорный характер, а при регрессии опухоли происходят их восстановление и даже стимуляция, что и наблюдалось нами при введении НЧ Си и НЧ 2п, в отличие от НЧ Бе, противоопухолевое действие которого было малоэффективным. Не только отсутствие гистологических признаков повреждения тимуса и селезенки, но и их стимуляция свидетельствуют о позитивном эффекте металлических НЧ меди и цинка, в отличие от действия цитостатиков, вызывающих наряду с регрессией опухоли дистрофические изменения иммунокомпетентных клеток, особенно тимоцитов, и грубые нарушения структуры органов иммунной системы [5, 7]. В литературе описаны, с одной стороны, высокая метаболическая активность, а с другой - токсические свойства меди [10-12], в частности, нами ранее было показано ее прямое повреждающее действие на клетки тимуса, культивируемые в диффузионных камерах [13]. Тем не менее при введении ее НЧ мышам-опухоленосителям нами не наблюдалось выраженного повреждающего действия на тимус, а действие на фолликулы белой пульпы селезенки было стимулирующим. Имеются данные литературы о более высоком содержании меди в клетках гепатомы крыс, чем в нормальных гепатоцитах [14], что предполагает возможность ее накопления в опухоли. Согласно ранее полученным нами данным, цинк, введенный в виде НЧ, также способен концентрироваться в перевиваемой опухоли [15]; таким образом, возможное повреждающее действие этих металлов на неопухолевые клетки может снижаться. Кроме того, цинк известен как микроэлемент, стимулирующий Т-клеточное звено иммунитета, в частности, усиливающий продукцию тимозина [14], что мы и наблюдали, судя по обилию эпителиальных клеток-продуцентов в тимусе мышей, получавших НЧ 2п. Увеличение количества малых фолликулов в белой пульпе селезенки именно у этих мышей, вероятно,
говорит о некотором угнетении В-клеточного звена иммунной системы под действием НЧ Zn, которое можно расценить как компенсированное и, возможно, транзиторное, поскольку митотическая активность оставалась сохранной, о чем свидетельствуют показатели количества фолликулов с герминативными центрами и числа митозов в них. НЧ Fe проявляли наименьшее действие на С37, а неблагоприятная гистологическая картина, наблюдаемая в тимусах и селезенках мышей при их введении, соответствует развивающейся при опухолевом росте у животных контрольной группы.
Заключение
Таким образом, показаны различные эффекты действия НЧ переходных металлов на состояние центральных и периферических органов иммунной системы мышей-опухоленосителей: НЧ цинка и меди демонстрируют иммуностимулирующее действие преимущественно на Т- и В-звено соответственно; НЧ железа подобных свойств не проявляют. Описанные эффекты, по-видимому, взаимосвязаны с особенностями действия этих НЧ на рост перевиваемой саркомы 37.
Авторы выражают глубокую благодарность профессору Саратовского государственного медицинского университета В.Б. Бородулину за любезное предоставление наночастиц металлов.
Литература
1. Гонсалвес К., Хальберштадт К., Лоренсин К., Наир Л. Наноструктуры в биомедицине / пер. с англ. С.А. Бусева, Т.П. Мосоловой, А.В. Хачоян. М., 2012. 519 с.
2. Zhang L., Gu F.X., Chan J.M., Wang A.Z., Langer R.S., Farokhzad O.C. Nanoparticles in Medicine: Therapeutic Applications and Developments // Clinical Pharmacology and Therapeutics. 2008. Vol. 83. P. 761-769.
3. Златник Е.Ю., Передреева Л.В. Регрессия опухоли и продолжительность жизни у мышей-опухоленосителей при введении НЧ металлов // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. Спецвыпуск: Клиническая и экспериментальная онкология. 2010. С. 94-96.
4. Златник Е.Ю., Передреева Л.В. Экспериментальное изучение влияния наноразмерных частиц металлов на опухолевый рост и костномозговое кроветворение // Бюл. экс-перим. биологии и медицины. 2012. Т. 153, № 1. С. 113-117.
5. Киселева Е.П. Механизмы инволюции тимуса при опухолевом росте // Успехи современной биологии. 2004. Т. 124, № 6. С. 589-601.
6. Труфакин В.А., Шурлыгина А.В. Проблемы гистофи-зиологии иммунной системы // Иммунология. 2002. Т. 23, № 1. С. 4-8.
7. Strauss G., Osen W., Debatin K.M. Induction of apopto-sis and modulation of activation and effector function in T cells by immunosuppressive drugs // Clinical and Experimental Immunology. 2002. № 2. P. 255-266.
ISSN 0321-3005 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKII REGION.
NATURAL SCIENCE.
2017. No. 4-2
8. Дыкман Л.А., Хлебцов Н.Г. Золотые наночастицы в биологии и медицине: достижения последних лет и перспективы // Acta Naturae. 2011. Т. 3, № 2 (9). С. 36-58.
9. Шалашная Е.В., Горошинская ИА, Качесова П.С., Жукова Г.В. [и др.]. Структурно-функциональные и биохимические изменения в органах иммунной системы при противоопухолевом действии наночастиц меди в эксперименте // Бюл. эксперим. биологии и медицины. 2011. Т. 152, № 11. С. 552-556.
10. Дудакова Ю.С., Бабушкина И.В., Бородулин В.Б. Исследование токсического действия высокодисперсных порошков металлов // Аллергология и иммунология. 2009. Т. 10, № 2. С. 308.
11. Chen Z., Meng H., Xing G. [et al.]. Acute toxicological effects of copper nanoparticles in vivo // Toxicology Letter. 2006. Vol. 163. P. 109-120.
12. Meng H., Chen Z., Xing G. [et al.]. Ultrahigh reactivity and grave nanotoxicity of copper nanoparticles // J. of Radioana-lytical and Nuclear Chemistry. 2007. Vol. 272, № 3. P. 595-598.
13. ЗлатникЕ.Ю., Передреева Л.В. Влияние наночастиц металлов на рост опухолевой и лимфоидной тканей в диффузионных камерах // Аллергология и иммунология. 2011. Т. 12, № 4. С. 360-363.
14. Кудрин А.В., Громова О.М. Микроэлементы в иммунологии и онкологии. М., 2007. 544 с.
15. Кит О.И., Златник Е.Ю., Передреева Л.В. Антипро-лиферативное действие наночастиц цинка и сплава металлов на моделях перевиваемых сарком // Бюл. эксперим. биологии и медицины. 2013. Т. 156, № 9. С. 367-370.
References
1. Gonsalves K., Khal'bershtadt K., Lorensin K., Nair L. Nanostruktury v biomeditsine [Nanostructures in biomedicine]. Transl. from Engl. S.A. Busev, T.P. Mosolova, A.V. Khachoyan. Moscow, 2012, 519 p.
2. Zhang L., Gu F.X., Chan J.M., Wang A.Z., Langer R.S., Farokhzad O.C. Nanoparticles in Medicine: Therapeutic Applications and Developments. Clinical Pharmacology and Therapeutics. 2008, vol. 83, pp. 761-769.
3. Zlatnik E.Yu., Peredreeva L.V. Regressiya opukholi i prodolzhitel'nost' zhizni u myshei-opukholenositelei pri vvedenii NCh metallov [Tumor regression and longevity in tumor-bearing mice with the introduction of low-frequency metals]. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Estestv. nauki. Spetsvypusk: Klinicheskaya i eksperimental'naya onkologiya. 2010, pp. 94-96.
4. Zlatnik E.Yu., Peredreeva L.V. Eksperimental'noe izuchenie vliyaniya nanorazmernykh chastits metallov na opu-kholevyi rost i kostnomozgovoe krovetvorenie [Experimental study of the effect of nanoscale metal particles on tumor growth
and bone marrow hematopoies]. Byul. eksperim. biologii i med-itsiny. 2012, vol. 153, No. 1, pp. 113-117.
5. Kiseleva E.P. Mekhanizmy involyutsii timusa pri opu-kholevom roste [Mechanisms of thymus involution in tumor growth]. Uspekhi sovremennoi biologii. 2004, vol. 124, No. 6, pp. 589-601.
6. Trufakin V.A., Shurlygina A.V. Problemy gistofiziologii immunnoi sistemy [Problems of histophysiology of the immune system]. Immunologiya. 2002, vol. 23, No. 1, pp. 4-8.
7. Strauss G., Osen W., Debatin K.M. Induction of apopto-sis and modulation of activation and effector function in T cells by immunosuppressive drugs. Clinical and Experimental Immunology. 2002, No. 2, pp. 255-266.
8. Dykman L.A., Khlebtsov N.G. Zolotye nanochastitsy v biologii i meditsine: dostizheniya poslednikh let i perspektivy [Gold nanoparticles in biology and medicine: achievements of recent years and prospects]. Acta Naturae. 2011, vol. 3, No. 2 (9), pp. 36-58.
9. Shalashnaya E.V., Goroshinskaya I.A., Kachesova P.S., Zhukova G.V. [et al.]. Strukturno-funktsional'nye i biokhimi-cheskie izmeneniya v organakh immunnoi sistemy pri protivo-opukholevom deistvii nanochastits medi v eksperimente [Structural and functional and biochemical changes in the organs of the immune system during the antitumor activity of copper na-noparticles in the experiment]. Byul. eksperim. biologii i med-itsiny. 2011, vol. 152, No. 11, pp. 552-556.
10. Dudakova Yu.S., Babushkina I.V., Borodulin V.B. Is-sledovanie toksicheskogo deistviya vysokodispersnykh po-roshkov metallov [The study of the toxic effect of highly disperse metal powders]. Allergologiya i immunologiya. 2009, vol. 10, No. 2, p. 308.
11. Chen Z., Meng H., Xing G. [et al.]. Acute toxicological effects of copper nanoparticles in vivo. Toxicology Letter. 2006, vol. 163, pp. 109-120.
12. Meng H., Chen Z., Xing G. [et al.]. Ultrahigh reactivity and grave nanotoxicity of copper nanoparticles. J. of Radioanalyt-ical and Nuclear Chemistry. 2007, vol. 272, No. 3, pp. 595-598.
13. Zlatnik E.Yu., Peredreeva L.V. Vliyanie nanochastits metallov na rost opukholevoi i limfoidnoi tkanei v diffuzionnykh kamerakh [Influence of metal nanoparticles on the growth of tumor and lymphoid tissues in diffusion chambers]. Allergologiya i immunologiya. 2011, vol. 12, No. 4, pp. 360-363.
14. Kudrin A.V., Gromova O.M. Mikroelementy v immu-nologii i onkologii [Microelements in immunology and oncology]. Moscow, 2007, 544 p.
15. Kit O.I., Zlatnik E.Yu., Peredreeva L.V. Antipro-liferativnoe deistvie nanochastits tsinka i splava metallov na modelyakh perevivaemykh sarkom [The antiproliferative effect of zinc and metal alloy nanoparticles on models of sarcomas transplanted]. Byul. eksperim. biologii i meditsiny. 2013, vol. 156, No. 9, pp. 367-370.
Поступила в редакцию /Received
6 сентября 2017 г. /September 6, 2017
