Наночастицы GO повышают эффективность фагоцитоза макрофагами в нормальной и опухолевой среде
Аннотация
Эксперименты на мышах, проведенные ранее, позволили выдвинуть предположение, что в основе противоопухолевого эффекта M3 макрофагов лежит их повышенная способность фагоцитировать антигены патогенных клеток. Однако использование М3 макрофагов для лечения опухоли у человека затруднено: 1) получением достаточного количества предшественников макрофагов; 2) дифференцировкой предшественников в макрофаги и их репрограммированием на М3 фенотип in vitro; 3) доставкой макрофагов в опухоль. Понимание этих проблем и данные о том, что в зоне опухоли есть много макрофагов М0 и М2 фенотипа делает перспективным разработку нового способа терапии опухоли путем повышения способности к фагоцитозу макрофагов М0 и М2 фенотипа. Литературный поиск сведений о факторах повышения фагоцитарной активности макрофагов выявил потенциального претендента на эту роль – наночастиц оксида графена (GO).
Целью настоящей работы была проверка гипотезы о возможности активации фагоцитарной функции макрофагов наночастицами GO.
Материалы и методы. В работе использовали макрофаги мышей, выделенные из перитонеального смыва. Для получения фенотипа М0, макрофаги культивировали в среде DMEM/F12. Для получения фенотипа М2, макрофаги культивировали в среде DMEM/F12 с добавлением 40% FBS. Фенотип М3 макрофагов получали добавлением в среду культивирования IFN-γ, ингибиторов STAT3, STAT6 и SMAD3. Дальше все фенотипы макрофагов стимулировали липополисахаридом (ЛПС). После окончания стимуляции макрофагов ЛПС, оценивали способность разных фенотипов к фагоцитозу. Оценку проводили с помощью набора окрашенных бактерий pHrodo® Red Staphylococcus aureus Bioparticles (Invitrogen). GO получали методом электрохимического расслоения рабочих электродов из высокоориентированного пиролитического графита. Макрофаги культивировали в присутствии GO в течение 2 часов, после чего отмывали и определяли коэффициент фагоцитоза по стандартной методике с использованием флуоресцентных частиц pHrodoTM BioParticles®. Фагоцитарную функцию оценивали у разных фенотипов макрофагов в нормальной и опухолевой среде.
Результаты. Добавление GO приводило к повышению фагоцитарной способности макрофагов с фенотипами М0 и М2 на 20% и 19%, соответственно, по сравнению с контролем, тогда как коэффициент фагоцитоза макрофагов с фенотипом М3 практически не изменялся. Кроме того, наночастицы GO снижали депрессивный эффект опухолевой среды на фагоцитарную активность макрофагов. Этот эффект существенно зависел от фенотипа макрофагов. Для М0 макрофагов происходило почти двукратное повышение активности, для М2 фенотипа фагоцитарная активности в опухолевой среде при добавлении GO увеличивалась более, чем на 50%, а для М3 фенотипа, добавление GO практически не влияло на уже достаточно высокую активность в опухолевой среде.
Заключение. Наночастицы GO способны повышать исходную и восстанавливать ослабленную в опухолевой среде способность М0 и М2 макрофагов к фагоцитированию.
