аспирантка кафедры биоорганической химии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-12-68
магистрант сектора эволюционной цитогеронтологии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-15-90
докт. биол. наук, проф. кафедры биоорганической химии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-12-68
докт. биол. наук, зав. сектором эволюционной цитогеронтологии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-15-90
Исследовали влияние водного раствора гидратированного C60-фуллерена (ГФ) на рост и “стационарное старение” (накопление “возрастных” изменений клеток при замедлении скорости размножения в пределах одного пассажа и дальнейшем их пребывании в стационарной фазе роста) трансформированных культивируемых клеток китайского хомячка линии B11-diiFAF28. Конечная расчетная концентрация ГФ в ростовой среде составляла 10–19 M. Парадоксально, но, в противоположность известным данным об отсутствии цитотоксичности ГФ в более высоких концентрациях, в наших экспериментах он замедлял размножение клеток (оцениваемое по росту массовой культуры, а также по эффективности колониеобразования) и ускорял процесс “стационарного старения” клеточной культуры. Более того, повторное добавление водного раствора ГФ до указанной расчетной концентрации к клеткам, уже находящимся в стационарной фазе роста, вызывало быструю (в течение не более чем 24 ч) гибель части клеточной популяции. Предполагается, что обнаруженные особенности действия ГФ в сверхмалой концентрации определяются особыми свойствами воды, окружающей молекулу фуллерена, а именно тем, что она является своеобразным донором и акцептором электронов, обеспечивая упорядочение окислительно-восстановительных процессов, протекающих в водных системах, и особенно тех, в которых принимает участие кислород. Не исключено, что таким образом ГФ в сверхмалой концентрации влияет только на трансформированные клетки, так что в наших дальнейших исследованиях мы планируем повторить эксперименты на нормальных фибробластах, обладающих ограниченным митотическим потенциалом. Вполне возможно также, что выявленное другими исследователями геропротекторное действие ГФ на экспериментальных животных определяется его противоопухолевыми, иммуностимулирующими, антивирусными и антибактериальными свойствами, проявляющимися лишь на уровне целого организма.
Hydrated fullerene (HyFn) is the molecule of C60-fullerene (C60) encased in a stable shell of water molecules, providing hydrophilic properties to this complex and its solubility in aqueous solutions. HyFn, as well as chemically modified fullerenes and fullerenes solubilized in water in other ways, is known to have a broad spectrum of biological activities both in vivo and in vitro withno signs of toxicity. HyFn and various chemically modified fullerenes in aqueous environment exhibit a peculiar chemical activity — on the one hand, they can be regarded as strong antioxidants, on the other hand — as electron donors for oxygen, i.e. prooxidants. Given that C60 is not very active chemically and that in HyFn it is surrounded by a water shell, it could be assumed that the entirepattern of HyFn activity is due to unique properties of the water shell formed around C60. There are also some evidences of influence of HyFn at ultra-low concentrations on biochemical processes and free-radical reactions occurring in vitro. Previously, we have shown the effect of HyFn at ultra-low concentrations on redox processes in human whole blood as well as in aqueous bicarbonate solutions. In the present study we investigated effect of HyFn aqueous solution on the growth and hanges in cultured cells during cell proliferation slowing down within a single passage and subsequent “aging” in the stationary phase of growth) of transformed B11-dii FAF28 Chinese hamster cells. The final calculated concentration of HyFn in the growth medium after serial dilutions of its original solution was equivalent to 10–19 M. It isparadoxical, but, in contrast to the known data about absence of HyFn cytotoxicity at higher concentrations, in our experiments it inhibited cell proliferation and accelerated the process of “statio-nary phase aging” of the cell culture. Moreover, secondary addition of HyFn aqueous solution at this calculated concentration to the cells that had already reached the stationary phase of growth caused a rapid (within no more than 24 h) death of a significant part of the cell population. Perhaps, the observed features of HyFn at ultra-low concentration are determined by some special properties of the water surrounding C60, namely, its ability to serve as an electron donor and acceptor regulating redox processes in aqueous systems, especially those in which oxygen is involved. At the moment we cannot rule out the possibility that HyFn at ultra-low concentrations affect transformed cells only. Therefore in our further studies we plan to carry out the similar experiments on normal fibroblasts possessing limited mitotic potential. Probably, the anti-aging effect of fullerenes revealed by other researchers in experimental animals is related to their antitumor, antiviral, immunopotentiating, and antibacterial activities which manifest themselves only at the level of the whole organism.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.