Perm Medical JournalPerm Medical JournalПермский медицинский журнал (сетевое издание "Perm medical journal")0136-14492687-1408Eco-Vector340310.17816/pmj32636-44ArticlesСтатьиResearch ArticleROLE OF CALCIUM-PHOSPHATE BIONS IN PATHOGENESIS OF ATHEROSCLEROSIS: TOXICITY FOR ENDOTHELIUMРОЛЬ КАЛЬЦИЙФОСФАТНЫХ БИОНОВ В ПАТОГЕНЕЗЕ АТЕРОСКЛЕРОЗА: ТОКСИЧНОСТЬ ДЛЯ ЭНДОТЕЛИЯKutikhinA GКутихинАнтон Геннадьевич

младший научный сотрудник лаборатории геномной медицины отдела экспериментальной и клинической кардиологии

antonkutikhin@gmail.comVelikanovaE AВеликановаЕлена Анатольевна

кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории клеточных технологий отдела экспериментальной и клинической кардиологии

FilipievD EФилипьевДмитрий Евгеньевич

кандидат медицинских наук, научный сотрудник лаборатории реконструктивной хирургии отдела мультифокального атеросклероза

MukhamadiyarovR AМухамадияровРинат Авхадиевич

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории новых биоматериалов отдела экспериментальной и клинической кардиологии

MatveevaV GМатвееваВера Геннадьевна

кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий отдела экспериментальной и клинической кардиологии

AntonovaL VАнтоноваЛариса Валерьевна

кандидат медицинских наук, заведующая лабораторией клеточных технологий отдела экспериментальной и клинической кардиологии

GolovkinA SГоловкинАлексей Сергеевич

доктор медицинских наук, заведующий отделом экспериментальной и клинической кардиологии

RussakovD MРуссаковДмитрий Михайлович

заведующий лабораторией электронной микроскопии кафедры экспериментальной физики физического факультета

GrigorievE VГригорьевЕвгений Валерьевич

доктор медицинских наук, профессор, заместитель директора по научной и лечебной работе

BrusinaE BБрусинаЕлена Борисовна

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой эпидемиологии

BarbarashO LБарбарашОльга Леонидовна

доктор медицинских наук, профессор, директор]

Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеванийКемеровский государственный университетНаучно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний Кемеровская государственная медицинская академия15122015326VOL 32, NO6 (2015)ТОМ 32, №6 (2015)364412072016Copyright ©; 2015, Kutikhin A.G., Velikanova E.A., Filipiev D.E., Mukhamadiyarov R.A., Matveeva V.G., Antonova L.V., Golovkin A.S., Russakov D.M., Grigoriev E.V., Brusina E.B., Barbarash O.L.Copyright ©; 2015, Кутихин А.Г., Великанова Е.А., Филипьев Д.Е., Мухамадияров Р.А., Матвеева В.Г., Антонова Л.В., Головкин А.С., Руссаков Д.М., Григорьев Е.В., Брусина Е.Б., Барбараш О.Л.2015Kutikhin A.G., Velikanova E.A., Filipiev D.E., Mukhamadiyarov R.A., Matveeva V.G., Antonova L.V., Golovkin A.S., Russakov D.M., Grigoriev E.V., Brusina E.B., Barbarash O.L.Кутихин А.Г., Великанова Е.А., Филипьев Д.Е., Мухамадияров Р.А., Матвеева В.Г., Антонова Л.В., Головкин А.С., Руссаков Д.М., Григорьев Е.В., Брусина Е.Б., Барбараш О.Л.http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0https://permmedjournal.ru/PMJ/article/view/3403

Aim. To assess the toxicity of calcium-phosphate bions (CPB) for epithelium in vitro and in vivo . Materials and methods. Artificial CPB synthesis, standard methods for cell culturing, phase-contrast microscopy, transmission electronic microscopy, annexin-V/7-aminoactinomycin D-test, 3-(4,5-dimethylthiazol-2-il)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT-test), immune-enzyme assay, original experimental model of rat aortal angioplasty using balloons for coronary angioplasty, hematoxylin-eosin stain and Van Gieson’s stain, histological analysis, statistical analysis were used. Results. CPB were internalized by endothelial cells of the EA.hy 926 line. The share of cells exposed to late apoptosis/necrosis was significantly higher, whereas, the share of bioplasts was significantly lower in the cultures of CPB-exposed cells as compared to the control cultures; no dose-dependence was revealed. The levels of interleukin-6 and interleukin-8 were significantly higher in the supernatant from CPB-exposed cells versus the control cultures. There was also observed a significant hyperplasia of intima in 3 CPB- exposed rats, but not in the controls. The intima to media ratio in the abdominal aorta wall was also significantly higher in CPB-exposed rates in comparison with the control rats. Conclusions. Calcium-phosphate bions have a toxic effect on endothelial cells.

Цель. Оценить токсичность кальцийфосфатных бионов (КФБ) для эндотелия in vitro и in vivo . Материалы и методы. Искусственный синтез КФБ, стандартные методы культивирования клеток, фазово-контрастная микроскопия, просвечивающая электронная микроскопия, аннексин V/7-аминоактиномицин D-тест, 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенилтетразолия бромид (MTT)-тест, иммуноферментный анализ, оригинальная экспериментальная модель ангиопластики аорты крысы с применением баллона для коронарной ангиопластики, окраска гематоксилин-эозином и по ван Гизону, гистологический анализ, статистический анализ. Результаты. КФБ интернализировались эндотелиальными клетками линии EA.hy 926. Доля клеток, подвергшихся позднему апоптозу/некрозу, была статистически значимо выше, в то время как доля живых клеток была статистически значимо ниже в культурах клеток, экспонированных КФБ, в сравнении с контрольными культурами; дозозависимости выявлено не было. Уровень интерлейкина-6 и интерлейкина-8 был статистически значимо выше в надосадке с клеток, экспонированных КФБ, в сравнении с контрольными культурами. Также была выявлена значительная гиперплазия интимы у трех крыс, экспонированных КФБ, но не у контрольных крыс. Отношение интимы к медии в стенке брюшной аорты также было статистически значимо выше у крыс, экспонированных КФБ, в сравнении с контрольными крысами. Выводы. КФБ обладают токсическим действием на эндотелиальные клетки.

BionsatherosclerosispathogenesisendotheliumtoxicityinflammationapoptosisБионыатеросклерозпатогенезэндотелийтоксичностьвоспалениеапоптозКутихин А. Г., Великанова Е. А., Глушкова Т. В., Ефимова О. С., Попова А. Н., Малышева В. Ю., Владимиров А. А., Созинов С. А., Руссаков Д. М., Гутаковский А. К., Живодков Ю. А., Демидов Е. А., Пельтек С. Е., Долганюк В. Ф., Бабич О. О., Фролов А. В., Мухамадияров Р. А., Долгов В. Ю., Григорьев Е. В., Брусина Е. Б., Барбараш О. Л. Сходство минералоорганических наночастиц, выделенных из атеросклеротических бляшек, и искусственно синтезированных минерало-органических наночастиц. Медицина в Кузбассе 2015; 4: 57-63.Apostolakis S., Vogiatzi K., Amanatidou V., Spandidos D. A. Interleukin 8 and cardiovascular disease. Cardiovasc. Res. 2009; 84: 353-360.Edgell C. J., McDonald C. C., Graham J. B. Permanent cell line expressing human factor VIII-related antigen established by hybridization. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1983; 80: 3734-3737.Hartman J., Frishman W. H. Inflammation and atherosclerosis: a review of the role of interleukin-6 in the development of atherosclerosis and the potential for targeted drug therapy. Cardiol. Rev. 2014; 22: 147-151.Peng H. H., Wu C. Y., Young D., Martel J., Young A., Ojcius D. M., Lee Y. H., Young J. D. Physicochemical and biological properties of biomimetic mineralo-protein nanoparticles formed spontaneously in biological fluids. Small 2013; 9: 2297-2307.Sin'kov M. A., Filip'ev D. E., Sevost'yanova V. V., Velikanova E. A., Burago A. S., Ganyukov V. I. Experimental model of rat aorta angioplasty with a Paclitaxel releasing balloon catheter. Bull. Exp. Biol. Med. 2014; 156: 413-415.Smith E. R., Hanssen E., McMahon L. P., Holt S. G. Fetuin-A-containing calciprotein particles reduce mineral stress in the macrophage. PLoS One 2013; 8: e60904.Tabas I., García-Cardeña G., Owens G. K. Recent insights into the cellular biology of atherosclerosis. J. Cell. Biol. 2015; 209: 13-22.Wu C. Y., Young L., Young D., Martel J., Young J. D. Bions: a family of biomimetic mineralo-organic complexes derived from biological fluids. PLoS One 2013; 8: e75501.Zhang M. J., Liu S. N., Xu G., Guo Y. N., Fu J. N., Zhang D. C. Cytotoxicity and apoptosis induced by nanobacteria in human breast cancer cells. Int. J. Nanomedicine 2014; 9: 265-271.Zhang M., Yang J., Shu J., Fu C., Liu S., Xu G., Zhang D. Cytotoxicity induced by nanobacteria and nanohydroxyapatites in human choriocarcinoma cells. Nanoscale Res. Lett. 2014; 9: 616.