Наночастицы оксида церия разного состава уменьшили окислительный стресс и повреждение ДНК

Ученые из Сеченовского Университета (Москва), Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н.И. Пирогова (Москва), Южного федерального университета (Ростов-на-Дону), и Института биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН (Москва) исследовали безопасность наночастиц оксида церия с помощью бактериальных биосенсоров. Это клетки кишечной палочки, в которые искусственно «встроили» гены светящихся белков. Яркость их свечения меняется в зависимости от окружающих условий: например, в ответ на повреждение ДНК или присутствие сильных окислителей (перекиси и супероксид-радикала) она падает, поскольку клетки начинают гибнуть.

Именно этот эффект авторы использовали, чтобы оценить токсичность наноцерия. В культуру бактерий они поместили небольшое количество наночастиц, после чего в течение двух часов измеряли свечение клеток. При этом авторы использовали три популярных варианта наночастиц: покрытые лимонной кислотой (цитратом) или полисахаридом декстраном, а также не имеющие покрытия.

Оказалось, что ни один из вариантов наночастиц не повлиял на сообщество бактерий, поскольку свечение культур практически не менялось. Авторы протестировали с помощью бактериальных биосенсоров также антиоксидантные свойства наноцерия и его способность препятствовать мутациям в ДНК. Для этого в культуры бактерий дополнительно внесли перекись водорода и вещество-мутаген. Лучше всего окисление подавляли наночастицы с лимонной кислотой: они уменьшили повреждение клеток, вызываемое перекисью, на 65,6%. В экспериментах с мутагеном наноцерий позволил частично (с эффективностью до 56%) избежать повреждения генетического материала в клетках.