Влияние гуминовых веществ угля и биокомпозиций с наночастицами серебра на их основе на баланс аргинина в перитонеальных макрофагах интактных мышей

Abstract

Введение. Антигенпрезентирующие клетки, особенно макрофаги, играют важную роль в защите организма от различных патогенов, их дисфункции, и поляризация связана с большинством воспалительных и аутоиммунных заболеваний. Воспалительный процесс жестко регулируется активацией и (или) ингибированием дифференциально экспрессируемых макрофагами генов. Успешная коррекция воспалительного процесса приводит к устранению воспалительных стимулов и далее ремоделированию и восстановлению тканей и органов. Экспериментально доказано, что биокомпозиции с наночастицами серебра на основе природных гуминовых веществ (ГВ) угля различного генеза, а также исходные матрицы данных ГВ способны активировать про- и противовоспалительные свойства макрофагов. Цель. Исследование в культуре клеток перитонеальных макрофагов цитотоксических, пирогенных и иммуномодулирующих свойств (баланс аргинина) исходных образцов ГВ и образцов наночастиц серебра, ультрадиспергированных в данных матрицах гуминовых веществ (ГВ-AgNPs),а также их влияния на про- и противовоспалительные свойства антигенпрезентирующих клеток. Материалы и методы. Использовались культуральные и биохимические методы. Результаты. Показано, что образцы CHE-K, CHE-AgNPs, CHS-K, CHP-K за счет усиления активности NOсинтазы и ингибиции аргиназы способствуют поляризации перитонеальных макрофагов по классическому типу (М1). Образцы CHI-K, CHI-AgNPs, CHP-AgNPs и CHS-AgNPs модулируют альтернативный М2 или M2-подобный тип (M2-like state) активации макрофагов. При этом ГВ не цитотоксичны в эффективных концентрациях, а также три из четырех исследуемых образцов не содержат пирогенных примесей. Заключение. Применение ГВ и серебросодержащих бионанокомпозиций на основе ГВ, обладающих способностью широко влиять на поляризацию антигенпрезентирующих клеток, является перспективным направлением исследований коррекции воспалительной реакции и, в частности, для решения острой социальной и медицинской проблемы - лечения хронических ран.

Background. Antigen-presenting cells (APCs), especially macrophages, play an important role in the body defense against various pathogens. Their dysfunction and polarization are associated with most inflammatory and autoimmune diseases. The inflammatory process is regulated by activation and / or inhibition of genes differentially expressed by macrophages. Successful correction of inflammation leads firstly to elimination of inflammatory stimuli and then to remodeling and restoration of tissues and organs. It was experimentally confirmed that silvercontaining bionanocomposites based on natural humic substances (HS) obtained from coal of different origin, as well as initial matrices of these HS, are capable of activating pro- and anti-inflammatory properties of macrophages. Aim. To study cytotoxic, pyrogenic, and immunomodulatory properties (arginine balance) of initial HS samples and samples of silver nanoparticles ultradispersed in these HS matrices (HS-AgNPs) in the cell culture of peritoneal macrophages, as well as their effect on pro- and anti-inflammatory properties of APCs. Materials and methods. Cultural and biochemical methods were used in the study. Results. The study showed that the samples CHE-K, CHE-AgNPs, CHS-K, and CHP-K increased M1 macrophage polarization due to stimulation of the NO-synthase activity and inhibition of arginase. The samples CHI-K, CHIAgNPs, CHP-AgNPs, and CHS-AgNPs modulated an alternative M2 or M2-like state of macrophage activation. At the same time, HS are not cytotoxic at effective concentrations, and three out of four studied samples did not contain pyrogenic impurities. Conclusion. The use of HS and their silver-containing bionanocomposites, which have the ability to greatly affect the polarization of antigen-presenting cells, is a promising research area in correction of the inflammatory response for solving an important social and medical problem of treating chronic wounds.