Типы гибели эндотелиальных клеток при воздействии физиологических и супрафизиологических концентраций кальций-фосфатных бионов

Аннотация

Актуальность. Формирующиеся при перенасыщении крови ионами кальция и фосфора и циркулирующие в кровотоке кальций-фосфатные бионы (КФБ) вызывают дисфункцию эндотелия вследствие гибели части артериальных эндотелиальных клеток (ЭК). Цель исследования. Оценить типы гибели первичных артериальных ЭК человека под воздействием физиологических и супрафизиологических концентраций сферических КФБ (СКФБ) и игольчатых КФБ (ИКФБ). Материалы и методы. К конфлюэнтным культурам первичных ЭК коронарной и внутренней грудной артерии человека в 96-луночных планшетах были добавлены равные объемы (10 мкл на лунку) суспензий СКФБ и ИКФБ с оптической плотностью 0,08-0,10 (физиологическая концентрация) или 0,42-0,45 (супрафизиологическая концентрация) на длине волны 650 нм. Во всех экспериментальных группах также производилось селективное ингибирование каспазы-3 (Z-D(OMe)E(OMe)VD(OMe)-FMK, 100 мкмоль/л) или ингибирование всех каспаз (Z-VAD(OMe)-FMK, 100 мкмоль/л) для оценки типа клеточной гибели (регулируемая или моментальная). Жизнеспособность клеток определялась посредством последовательного колориметрического определения их метаболической активности через 4, 24 и 48 часов после добавления КФБ. Результаты. При добавлении супрафизиологических концентраций КФБ уже на первой временной точке большинство (60-85%) эндотелиальных клеток погибало вне зависимости от типа добавленных КФБ и воздействия ингибиторов каспаз, при этом через 24 и 48 часов экспозиции ингибиторы каспаз оказывали некоторое цитопротективное действие на незначительное количество выживших клеток. При добавлении физиологических концентраций КФБ ингибиторы каспаз оказывали выраженное цитопротективное действие через 24 и 48 часов экспозиции, при этом ИКФБ демонстрировали существенно более высокую токсичность для ЭК в сравнении с СКФБ. Независимо от временной точки пан-каспазный ингибитор оказывал значительно более выраженное цитопротективное действие по сравнению с селективным ингибитором каспазы-3, что свидетельствует о кумулятивном эффекте ингибирования каспаз, возникающем, вероятно, вследствие запуска внутреннего
пути апоптоза. Заключение. В супрафизиологических концентрациях КФБ вызывают моментальную гибель абсолютного большинства ЭК, однако в физиологических концентрациях ингибиторы каспаз существенно повышают выживаемость ЭК, что свидетельствует о регулируемом направлении их клеточной гибели. Дальнейшие исследования в этом направлении должны расшифровать молекулярные пути регулируемой клеточной гибели ЭК под воздействием физиологических концентраций КФБ.