Ocena właściwości prooksydacyjnych, genotoksycznych i proapoptotycznych nanocząstek polistyrenu w jednojądrzastych komórkach krwi obwodowej człowieka

Abstract

Celem badań niniejszej pracy doktorskiej była ocena działania prooksydacyjnego, proapoptotycznego i genotoksycznego nanocząstek polistyrenu (PS-NP) o różnych średnicach (29 nm, 44 nm i 72 nm) w jednojądrzastych komórkach krwi obwodowej człowieka (PBMC). Na wstępie przeprowadzono badania właściwości fizyko-chemicznych PS-NP w celu potwierdzenia zadeklarowanej przez producentów ich średnicy. Rozpoczynając badania biologiczne oceniono cytotoksyczność PS-NP. Cząstki te spowodowały spadek żywotności i zmiany w aktywności metabolicznej PBMCs. Następnie dokonano oceny ich właściwości prooksydacyjnych. Dowiedziono, że PS-NP indukują stres oksydacyjny poprzez wzrost poziomu RFT oraz oksydacyjne uszkodzenia lipidów i białek. W kolejnym etapie określono działanie genotoksyczne PS-NP. Udowodniono, że badane nanocząstki o wszystkich analizowanych średnicach powodują powstawanie pęknięć jedno- i dwuniciowych w badanych komórkach krwi, oraz indukują pęknięcia dwuniciowe, ale tylko po narażeniu badanych komórek na nanocząstki o średnicy 29 nm i 44 nm. Ponadto wykazano powstawanie zmodyfikowanych oksydacyjnie zasad purynowych i pirymidynowych po traktowaniu PBMCs nanocząstkami polistyrenu. Wzrost poziomu 8-oksy-dG zaobserwowano tylko po ekspozycji PBMCs na najmniejsze nanocząstki (29 nm). Powstałe uszkodzenia DNA spowodowane przez większe nanocząstki zostały całkowicie naprawione po 120 minutach, natomiast w przypadku mniejszych cząstek (29 nm) naprawa nie była w pełni skuteczna. Trzeci etap badań dotyczył oceny właściwości proapoptotycznych badanych cząstek. PS-NP zwiększały liczbę komórek apoptotycznych, podwyższały poziom jonów wapnia w cytozolu komórek, zmniejszały wartość transbłonowego potencjału mitochondrialego oraz zwiększały aktywność kaspazy 9 i 3. Ponadto najmniejsze nanocząstki o średnicy 29 nm spowodowały aktywację kaspazy 8. Wykazano, że badane PS-NP charakteryzowały się właściwościami cytotoksycznymi, prooksydacyjnymi, genotoksycznymi i proapoptotycznymi.