Модификация макрофагов и моноцитов человека магнитными наночастицами in vitro для доставки, опосредованной клетками

Abstract

Цель исследования - разработать протокол модификации макрофагов и моноцитов человека магнитными наночастицами оксида железа (Fe3O4) in vitro. Материалы и методы. Магнитные наночастицы оксида железа получены методом со-осаждения, покрыты силоксановой оболочкой и полиэтиленгликолем 3000. Макрофаги мыши линии RAW 264.7, моноциты периферической крови и макрофаги человека инкубировали с магнитными наночастицами в течение 1-24 ч. Эффективность захвата наночастиц клетками оценивали феррозиновым методом и методом микроскопии с окрашиванием на железо по Перлсу. Исследование жизнеспособности клеток выполняли методом проточной цитофлуориметрии с использованием красителя SYTOX Green. Результаты. Инкубация макрофагов с магнитными наночастицами в концентрации более 5 мкг/мл в течение 1 ч на ротаторе при 37 оС обеспечивает загрузку наночастиц вболее 99% клеток. Исследуемые магнитные наночастицы не оказывают негативных эффектов на жизнеспособность клеток. Клетки линии RAW 264.7, поглотившие наночастицы, сохраняют миграционную активность. Эффективность загрузки макрофагов магнитными наночастицами составляет более 50 пкг (Fe)/клетку. Заключение. Макрофаги, загруженные магнитными наночастицами согласно предложенному протоколу, являются жизнеспособными, сохраняют способность к миграции и перспективны в качестве систем доставки, опосредованной клетками, для диагностики и терапии опухоли.The aim of the study was to develop a method for the modification of human monocytes/macrophages by iron oxide magnetic nanoparticles in vitro. Materials and methods. Iron oxide magnetic nanoparticles were obtained by a co-precipitation method and coated with a thin SiO2 layer and polyethylene glycol 3000. Murine macrophage-like cell line RAW 264.7, primary human monocytes and macrophages were incubated with magnetic nanoparticles for 1-24 hours. The efficiency of cellular uptake of nanoparticles was measured using a ferrozine-based method and microcopy with Perls’ Prussian blue staining. The cell viability was tested by fluorescent flow cytometry using SYTOX Green. Results. Incubation of RAW264.7 cell, human monocytes and macrophages with magnetic nanoparticles at a concentration more 5 µg/mL on a rotator for 1 hour at 37 °С provides the loading of nanoparticles into more 99% of cells. The magnetic nanoparticles have no adverse effect on the cell viability. The RAW264.7 cells modified with nanoparticles showed no change in migration activity. The efficiency of the nanoparticle uptake by macrophages was more 50 pkg (Fe)/cell. Conclusion. According to the proposed method, macrophages loaded with magnetic nanoparticles have proved viable, they retain the ability to migrate, and therefore can be used as cell-based delivery systems for tumor diagnostic and therapy.