Наночастицы оксида церия защищают клетки от окислительного стресса и повреждений ДНК

Наночастицы оксида церия давно привлекают внимание ученых благодаря своей способности нейтрализовать активные формы кислорода — молекулы, играющие ключевую роль в развитии воспаления, старения и многих хронических заболеваний. Однако вопрос их потенциальной токсичности оставался предметом дискуссий. Теперь команда исследователей под руководством профессора Екатерины Силиной провела системную оценку безопасности и биологической активности таких наночастиц.

Три типа наночастиц — один вывод о безопасности

В экспериментах ученые протестировали три типа наночастиц оксида церия: стабилизированные цитратом, декстраном и не имеющие покрытия. Для оценки использовались бактериальные биосенсоры — генетически модифицированные клетки кишечной палочки, которые меняют интенсивность свечения в ответ на повреждение ДНК и окислительный стресс. Результаты показали, что при физиологических концентрациях ни один из вариантов не проявляет выраженной токсичности: жизнеспособность клеток и их метаболическая активность практически не менялись.

При этом наночастицы продемонстрировали выраженные защитные свойства. Частицы с цитратным покрытием эффективно нейтрализовали перекись водорода — один из ключевых факторов окислительного стресса, снижая повреждение клеток более чем на 60%. В свою очередь частицы с декстраном показали наибольшую способность предотвращать повреждение ДНК, вызванное мутагенами. Ученые также отметили, что исследованные наночастицы не обладают прооксидантными и генотоксическими свойствами, то есть не запускают процессы, способные приводить к повреждению клеток.

Перспективы для регенеративной медицины

«Мы не только подтвердили безопасность различных типов наночастиц оксида церия, но и показали, что они обладают выраженными антиоксидантными и антимутагенными свойствами. При этом эффективность зависит от их состава, что позволяет подбирать оптимальный вариант под конкретную медицинскую задачу», — отмечает заведующая лабораторией наук о жизни профессор Екатерина Силина, руководитель проекта РНФ. Она добавляет, что антиоксидантные и антимутагенные свойства нанокомпозитов полезны для создания не только регенеративных и антимикробных продуктов, но и средств защиты от разных форм радиации.

Полученные результаты дополняют ранее проведенные исследования наноматериалов для регенеративной медицины. В частности, уже показано, что на основе наночастиц оксида церия могут создаваться материалы с выраженным противовоспалительным и заживляющим действием. В перспективе такие разработки могут быть востребованы при лечении хронических ран и язв, воспалительных заболеваний, а также в терапии состояний, связанных с окислительным стрессом.

Дальнейшие исследования будут направлены на проверку эффективности и безопасности таких подходов в доклинических и клинических моделях. Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда № 23-65-10040.