Сравнительный мульти

Dec 15, 2023

Том 13 научных докладов, Номер статьи: 9306 (2023) Цитировать эту статью

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Здесь была проведена сравнительная оценка токсичности углеродных точек-прекурсоров из кофейных отходов (cofCD), полученных с использованием принципов зеленой химии, и наногибридов, допированных Gd (cofNH), с использованием гематологических, биохимических и гистопатологических анализов in vivo (мыши CD1, внутрибрюшинное введение, 14 дней). и нейрохимический подход in vitro (нервные окончания коры головного мозга крысы, синаптосомы). Данные биохимии сыворотки выявили сходные изменения в группах, получавших CofCD и CofNHs, т.е. никаких изменений в активности ферментов печени и креатинина не наблюдалось, но наблюдалось снижение показателей мочевины и общего белка. Данные гематологии показали увеличение лимфоцитов и одновременно снижение гранулоцитов в обеих группах, что могло свидетельствовать о воспалительных процессах в организме и подтверждалось гистопатологией печени; снижение параметров, связанных с эритроцитами и количеством тромбоцитов, а также увеличение среднего объема тромбоцитов, что может указывать на проблемы с созреванием тромбоцитов и было подтверждено гистопатологией селезенки. Таким образом, была показана относительная безопасность как CofCD, так и CofNH для почек, печени и селезенки, тогда как были опасения по поводу созревания тромбоцитов и эритропоэза. В исследовании острой нейротоксичности cofCD и cofNH (0,01 мг/мл) не влияли на внеклеточный уровень L-[14C]глутамата и [3H]ГАМК в препаратах нервных окончаний. Таким образом, кофНГ демонстрировали минимальные изменения в биохимических и гематологических показателях сыворотки крови, не имели признаков острой нейротоксичности и могут рассматриваться как перспективный биосовместимый нетоксичный терапевтический агент.

Сочетание методов визуализации в рамках терапевтического лечения является многообещающим подходом к преодолению ограничений традиционных методов лечения, что, в свою очередь, в конечном итоге повышает терапевтическую эффективность. В этом контексте гибридные наноматериалы, наногибриды (НГ), вызывают особый интерес в биомедицине благодаря своим отличительным физическим и химическим свойствам1. Магнитно-резонансная томография (МРТ) является одним из наиболее распространенных методов биовизуализации диагностики. Среди лантаноидов лучшим контрастным веществом для МРТ-диагностики2 является гадолиний (Gd) из-за его высокого магнитного момента и самого длительного времени релаксации спина электронов3, что обеспечивает наиболее контрастное МРТ-изображение. Включение Gd в наноструктуры, с одной стороны, позволяет снизить его токсичность для организма, а с другой – позволяет использовать феномен накопления наночастиц в опухоли. Чтобы преодолеть токсичность, Gd обычно встраивают внутрь нановезикул (например, липосом и мицелл), металлических наночастиц и углеродных наноматериалов и т. д.4,5,6,7,8,9.

Среди углеродных наноматериалов углеродные точки (CD) представляют собой большой класс наноматериалов, который представляет особый интерес из-за их низкой стоимости, простых методов производства, низкого воздействия на окружающую среду и потенциала междисциплинарного применения10, 11. Основным преимуществом производства компакт-дисков является Перспективы использования разнообразных прекурсоров и методов12, причем компакт-диски могут быть получены в соответствии с принципами зеленой химии. Методические подходы их синтеза включают микроволновый пиролиз, электрохимический гидротермальный, сольвотермический методы и др.13. Также, согласно принципам зеленой химии, для производства ЦД широко используются биоотходы, в частности пшеничная солома14, остатки риса15, семена пажитника16, кожура фруктов и овощей17,18,19,20, патока сахарного тростника21, отходы кофе22,23,24, 25,26 и т. д. CD обладают дефектным составом сосуществующих ароматических и алифатических центров, элементарными составляющими которых являются графен, оксид графена и алмаз, пропорции и вариации которых, а также разнообразие групп на их поверхности зависят от исходного материалы и условия их синтеза.

Компакт-диски показали различную биотоксичность в зависимости от их предшественников и методов производства. В нашем предыдущем исследовании были продемонстрированы нейроактивные свойства ЦД, полученных из β-аланина путем микроволнового нагрева. Эти наночастицы (в высоких концентрациях) влияли на ключевые характеристики тормозной и возбуждающей, т.е. глутамат- и g-аминомасляной кислоты (ГАМК)-ергической нейротрансмиссии в изолированных нервных окончаниях головного мозга крысы27. Следует подчеркнуть, что глутамат и ГАМК являются важнейшими возбуждающими и тормозными нейротрансмиттерами соответственно в центральной нервной системе, нарушение транспорта и гомеостаза которых способствуют дисфункции нейронов и патогенезу основных неврологических нарушений. В другом исследовании было обнаружено, что серосодержащие ЦД, синтезированные из тиомочевины, оказывают на треть меньшее влияние на транспорт глутамата и ГАМК в нервных окончаниях по сравнению с не содержащими серы28.