BS-07. Разработка магнитных наноразмерных систем, пригодных для клинической селекции терапевтически релевантных популяций клеток человека
Тимофей А. Пятиизбянцев1, Айя Дарвиш2, Ольга С. Епифановская1, Александр С. Тимин2, Ксения А. Митусова2, Алена И. Шакирова1, Кирилл В. Лепик1
1 НИИ детской онкологии, гематологии и трансплантологии им. Р. М. Горбачевой, Первый Санкт-Петербургский
государственный медицинский университет им. И. П. Павлова, Санкт-Петербург, Россия
2 Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
Резюме
В современных исследованиях и клинической практике существует необходимость в разработке новых технологий и материалов, которые могут обеспечить более точную и эффективную селекцию терапевтически релевантных популяций клеток человека, таких как Т-лимфоциты и гемопоэтические стволовые клетки (ГСК). Одним из наиболее эффективных методов разделения клеток является магнитная селекция [Polyakova, et al., 2023]. Данный метод основан на применении ферромагнитных частиц, покрытых антителами, специфичными к терапевтически значимым клеточным популяциям. Такой подход позволяет осуществлять выделение клеток непосредственно из биологических жидкостей (кровь, костный мозг и т.д.) без дополнительных трудозатрат, связанных с очисткой клеточной суспензии от магнитных носителей. Цель работы: оценка токсичности и пригодности для магнитной селекции клеток человека разработанных магнитных наноразмерных систем, включающих в себя магнитоэлектрические наночастицы (MENs) и магнитоэлектрические многослойные капсулы (CAPs).
Материалы и методы
Токсичность разработанных MENs [Stimphil N, et al. 2017] и CAPs [Koshev N, et al. 2023] исследовали на модельных клеточных линиях K-562 и THP-1, а также на первичных мононуклеарных клетках периферической крови человека (PBMC). Клетки в количестве 1×106 клеток/мл инкубировали в присутствии MENs и CAPs в широком диапазоне концентраций (от 0,1 до 50 µМ) в течение 12 часов. Жизнеспособность клеток оценивали методом проточной цитофлуориметрии с окрашиванием Annexin V-FITC/7-AAD (BioLegend, США), а также с помощью анализа AlamarBlue (Резазурин-тест, Sigma-Aldrich, США). Оценку эффективности магнитной селекции с использованием MENs и CAPs проводили без их предварительной конъюгации с антителами на модельной клеточной линии моноцитарных клеток человека (THP-1), которые обладают высокой фагоцитарной активностью. Селекцию проводили на магнитной колонке LS Columns (Miltenyi Biotec, Германия) после инкубации клеток с MENs и CAPs в течение ночи.
Результаты
Жизнеспособность клеток после инкубации с MENs и CAPs в количестве вещества от 0,1 µM до 50 µM на 1×106 клеток снижалась экспоненциально, что позволило определить максимальные концентрации MENs и CAPs для сохранения жизнеспособности, близкой к контрольным образцам, – 1 µM для обоих вариантов. Апробация возможности использования магнитной селекции показала, что после однократной инкубации клеточной линии THP-1 с MENs и CAPs в оптимальной концентрации и последующих стандартных отмывок на магнитной колонке неспецифическое взаимодействие наноразмерных магнитных частиц и капсул с фагоцитирующими клетками THP-1 привело к эффективной селекции 41% и 41,7% клеток для MENs и CAPs соответственно.
Выводы
Выбраны оптимальные значения концентраций магнитных наноразмерных систем, включающих в себя частицы и капсулы для магнитной селекции. Результаты тестов на токсичность показали высокие значения выживаемости клеточных линий в оптимальной концентрации, что говорит о возможности применения таких систем для магнитной селекции. Необходимо дальнейшее проведение исследований, направленных как на увеличение эффективности магнитной селекции, так и на улучшение специфичности взаимодействия частиц с терапевтически важными популяциями клеток человека.
Благодарность
Эксперименты по синтезу MENs и CAPs проводились при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (ФСЕГ-2022-0012).
Ключевые слова
Магнитные наноразмерные системы, магнитная селекция, Т-лимфоциты, ГСК, мононуклеарные клетки периферической крови.
