Анотація до роботи:

ПРИЛУЦЬКА С.В. Біохімічні ефекти фулеренів С₆₀ та С₆₀-композитів у клітинах різних типів – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04. - Біохімія. - Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ. - 2007.

Дисертація присвячена порівняльному дослідженню біохімічних ефектів фулеренів С₆₀ та С₆₀-композитів у нормальних (тимоцити щура) та у трансформованих клітинах (асцитна карцинома Ерліха (АКЕ) і лейкоз L1210) після опромінення в УФ-видимому діапазоні.

Показано, що фулерени С₆₀ у концентрації 10^-6 - 10^-5 М проникають у бішарові ліпідні мембрани (фосфатидилхолін:холестерол), локально посилюючи їх провідність. Фулерени С₆₀, С₆₀-композит-1 (С₆₀-амінопропілаеросил) та С₆₀-композит-2 (С₆₀-антраценальімінопропілаеросил) за кінцевої концентрації С₆₀ у пробах 10^-5 М не виявляли цитотоксичних та гемолітичних ефектів - не впливали на кількість життєздатних тимоцитів, клітин L1210 і АКЕ у суспензії, на стійкість еритроцитів до гемолізу та накопичення ТБК-активних продуктів у гомогенатах печінки і мозку. Методом ЕПР доведено значне посилення продукування АФК у клітинних суспензіях, опромінених при l = 320-580 нм у присутності С₆₀, швидкість утворення АФК зростала у послідовності С₆₀<С₆₀-композит-1<С₆₀-композит-2. Виявлена вибірковість ушкоджувальних ефектів фотозбуджених фулеренів С₆₀, які спостерігались у клітинах L1210 та АКЕ, проте були відсутні у тимоцитах. Встановлено, що біохімічними наслідками ушкоджувальної дії фотозбуджених фулеренів С₆₀ у трансформованих клітинах є продукування АФК, рання інтенсифікація процесів вільнорадикального переокиснення у мембранах, пригнічення активності електрон-транспортного ланцюга мітохондрій, фрагментація ДНК та зниження кількості життєздатних клітин.

1. Досліджено вплив фулеренів С₆₀ та С₆₀-композитів (на основі амінопропілаеросилу) на життєздатність нормальних (тимоцити) та трансформованих клітин (асцитна карцинома Ерліха і лейкоз L1210) у контролі та після опромінення в УФ-видимому діапазоні. Показано вибірковість ушкоджувальної дії фотозбуджених фулеренів С₆₀, яка виявляється лише у трансформованих клітинах і є наслідком посилення продукування АФК. Біохімічні ефекти фотозбуджених фулеренів С₆₀ реалізуються через посилення реакцій вільнорадикального переокиснення у ліпідній фазі мембран, порушення структурно-функціонального стану мітохондрій та фрагментацію ДНК.

2. У модельних експериментах показано, що фулерени С₆₀ (10^-5 М) здатні проникати у бішарові ліпідні мембрани (фосфатидилхолін:холестерол), збільшуючи їх провідність.

3. Показано, що фулерени С₆₀ за кінцевої концентрації у середовищі інкубації 10^-5 М не виявляють цитотоксичних ефектів – не впливають на кількість життєздатних тимоцитів, клітин АКЕ та L1210 у суспензіях, на накопичення продуктів ПОЛ у гомогенатах печінки і мозку та стійкість еритроцитів до гемолізу.

4. З використанням методу ЕПР виявлено посилення продукування АФК у клітинних суспензіях, опромінених ( = 320 - 580 нм) у присутності фулеренів С₆₀. Швидкість продукування АФК підвищувалась у послідовності С₆₀ < С₆₀-композит-1 < С₆₀-композит-2. Встановлено посилення продукування супероксидного аніон-радикалу фотозбудженими С₆₀-композитами після додавання НАДН у середовище інкубації.

5. Показано, що через 24 год після опромінення клітинних суспензій у присутності фулеренів С₆₀ та С₆₀-композитів кількість життєздатних тимоцитів не змінювалася, тоді як трансформованих клітин знижувалась. Найбільш значний ефект спостерігався у випадку фотозбудження фулеренів С₆₀ у складі композиту-2 – вміст клітин L1210 у суспензії знижувався на 29%, а клітин АКЕ – на 34% відносно контролю.

6. Виявлено порушення прооксидантно-антиоксидантної рівноваги (зниження вмісту первинних продуктів реакцій перекисного окиснення за одночасного підвищення вмісту їх кінцевих продуктів) у клітинах АКЕ вже через 1 год після опромінення у присутності фулеренів С₆₀ та С₆₀-композитів.

7. Встановлено пригнічення активності електрон-транспортного ланцюга мітохондрій у клітинах L1210 та АКЕ через 5 год після опромінення у присутності С₆₀-композитів.

8. Виявлено віддалені ефекти дії фотозбуджених фулеренів С₆₀, які полягали у зростанні вмісту фрагментованої ДНК у клітинах L1210 через 20 год після опромінення у присутності С₆₀-композиту-2, а у клітинах АКЕ – у присутності як немодифікованих фулеренів С₆₀, так і С₆₀-композитів.

Публікації автора:

1. Матишевська О.П., Прилуцька С.В., Бурлака А.П., Сидорик Є.П., Ящук В.М., Голуб О.А., Прилуцький Ю.І. Генерація радикальних форм кисню у водних розчинах С₆₀ під дією опромінення // Фізика живого. - 2004. - Т.12, №2. - С.78-82. (Особистий внесок здобувача – опрацювання літератури, опромінення розчинів фулеренів С₆₀, реєстрація АФК, статистична обробка та аналіз отриманих даних).

2. Burlaka A.P., Sidorik Ye.Р., Prylutska S.V., Matyshevska O.P., Golub O.A., Prylutskyy Yu.I., Scharff P. Catalytiс system of the reactive oxygen species on the C₆₀ fullerene basis // Experimental Oncology. - 2004. - Vol.26, №4. - P.326-327. (Особистий внесок здобувача – виділення клітин, опромінення проб, реєстрація АФК, статистична обробка та аналіз отриманих даних).

3. Прилуцька С.В., Гринюк І.І., Голуб О.А., Матишевська О.П. Оцінка параметрів цитотоксичності фулеренів С₆₀ та С₆₀-вмісних композитів in vitro // Доповіді НАН України. – 2006. - №1. – С.163-167. (Особистий внесок здобувача – отримання суспензії еритроцитів та еритрограм кислотного гемолізу, виділення клітин, оцінка життєздатності клітин, статистична обробка та аналіз отриманих даних).

4. Prylutska S.V., Burlaka А.P., Маtyshevska О.P., Golub А.А., Potebnya G.P., Prylutskyy Yu.I., Ritter U., Scharff P. Effect of the visible light irradiation of fullerene-containing composites on the ROS generation and the viability of tumor cells // Experimental oncology. – 2006. - Vol.28, №2. - P.160-162. (Особистий внесок здобувача – виділення клітин, опромінення проб, реєстрація АФК, статистична обробка отриманих даних).

5. Прилуцька С.В., Гринюк І.І., Бурлака А.П., Голуб О.А., Матишевська О.П. Оксидантні властивості фотозбуджених фулеренів С₆₀ та С₆₀ – вмісних композитів у суспензіях тимоцитів та клітин асцитної карциноми Ерліха // Український біохімічний журнал. – 2006. - Т.78, №4. - С.139-145. (Особистий внесок здобувача – виділення клітин, опромінення проб, визначення вмісту дієнових кон’югатів і шиффових основ, визначення активності електрон-транспортного ланцюга мітохондрій, статистична обробка та аналіз отриманих даних).

6. Прилуцька С.В., Матишевська О.П., Голуб О.А., Шарф П. Дослідження оксидаційних властивостей фулеренвмісних композитів // VIII Український Біохімічний з’їзд: Матеріали наукового з’їзду (1-3 жовтня 2002). - Чернівці, 2002. - Т.74, №4а. - С.75.

7. Prylutska S.V., Shatursky O.Ya., Sharff P. Biological effects of C₆₀ fullerenes excited by irradiation // Conference for young scientists, PhD students and students on molecular biology and genetics: Book of Abstracts (September 25-27, 2003). - Kyiv, 2003. – P.200.

8. Prylutska S., Grynyuk I., Sharff P., Matyshevska O. Study on biological activity of photoexcited C₆₀ – fullerenes // First (inaugural) Ukrainian congress for cell biology: Book of Abstracts (April 25–28, 2004). - Lviv, 2004. – P.364.

9. Прилуцька С.В., Матишевська О.П., Бурлака А.П., Сидорик Є.П. Щодо генерації синглетного кисню у водних розчинах фулеренів С₆₀ під дією опромінення // Проблеми біологічної та медичної фізики: Матеріали наукової конференції (20-22 вересня 2004). - Харків, 2004. – С.100.

10. Prylutska S.V., Matyshevska O.P., Golub O.A., Burlaka A.P., Scharff P. New catalytiс system of the radical forms of oxygen on the C₆₀ fullerene-containing composite basis // 7 th Biennial International Workshop Fullerenes andatomic clusters: Book of Abstracts (June 27-Yuli 1 2005). – St. Petersburg, 2005. - P.243.

11. Прилуцька С.В., Гринюк І.І., Радченко Є.О., Голуб О.А., Матишевська О.П. Вплив фотозбуджених фулеренів С₆₀ та С₆₀–вмісних композитів на процеси вільнорадикального переокиснення у клітинах // Український Біохімічний з’їзд: Матеріали наукового з’їзду (24-27 жовтня 2006). - Харків, 2006. – Т 1. – С.168.

12. Matyshevska O.P., Prylutska S.V., Grynyuk I.I., Burlaka A.P., Prylutskyy Yu.I., Scharff P. C₆₀-containing nanocomposites as catalytic system for reactive oxygen species generation in cells // Ukrainian-German Symposium on Nanobiotechnology: Abstracts (14-16 December 2006). – Kyiv, 2006. – P.104.