ИСТИНА

Проблема присутствия микропластика (микро- и наноразмерных частиц небиоразлагаемых пластиков) в окружающей среде, питьевой воде и продуктах питания приобретает все большое значение. Однако влияние микро- и наноразмерных продуктов деградации биоразлагаемых полимеров на живые клетки остается малоизученной проблемой, тогда как использование биоразлагаемых полимеров для изготовления упаковки и предметов повседневного обихода приобретает все большие масштабы. В работе был использован биоразлагаемый полимер бактериального происхождения, поли-3-оксибутират (ПОБ), полученный нами с помощью контролируемого биосинтеза [1]. Из ПОБ были получены пористые микросферы со средним диаметром 120 и 500 мкм. Для получения микро- и наноразмерных продуктов деградации ПОБ проводили моделирование деградации микросфер из ПОБ в бессывороточной культуральной среде ДМЕМ. Инкубацию пористых микросфер из ПОБ проводили в течение 6 сут. при перемешивании на шейкере. Для отбора среды образцы центрифугировали при 13000 об/мин в течение 10 минут, использовали также и среду без центрифугирования. В качестве контроля использовали бессывороточную ростовую среду, инкубированную при тех же условиях с порошком низкомолекулярного (9 кДа) порошка ПОБ, который был использован как модель полимера, образовавшегося в результате активного процесса разложения. Оценка образующихся фракций микро- и наночастиц полимера в ходе его деструкции производилась с помощью метода динамического рассеяния света на приборе Zetasizer Nano ZS. Для оценки цитотоксичности образовавшихся микро- и наночастиц ПОБ мезенхимальные стволовые клетки (МСК), выделенные из жировой ткани, культивировали в течение 1, 5, 7 и 21 суток в среде моделирования биодеградации ПОБ, содержащей продукты деструкции полимера, после чего проводили стандартный XTT-тест на жизнеспособность клеток. Кроме того, с помощью ализаринового красного производили дифференциальное окрашивание клеток на отложение солей кальция. Продукты разложения полимера после 6 дней инкубации можно разделить на 5 фракций: 0,5-1,5, 100-150, 500-800, 1000-2000 и 4000-5500 нм. Продукты распада полимера оказывают значительное влияние на рост МСК, подавляя его, а в случае продуктов распада больших микросфер даже их центрифугирование, которое удаляет значительную фракцию нано- и микрочастиц, не устраняет этот эффект. Среда с низкомолекулярным порошком и на больших сроках – 21 сут. оказывает угнетающий эффект на рост клеток, тогда как в остальных экспериментальных образцах количество клеток было не меньше, чем в контроле со стандартной средой без полимерных частиц. По истечении 3-х недель культивирования МСК в среде с продуктами деградации полимера происходила минерализация - отложение солей кальция. Кроме того, часть клеток значительно изменила свою морфологию, которая стала похожа на морфологию остеоцитов – клетки стали звездчатой формы с длинными отростками. Таким образом, можно предположить, что микро- и наноразмерные продукты деградации ПОБ вызывают остеогенную дифференцировку МСК. 1. Zhuikov V.A., Zhuikova Y.V., Makhina T.K., Myshkina V.L., Rusakov A., Useinov A., Voinova V.V., Bonartseva G.A., Berlin A.A., Bonartsev A.P., Iordanskii A.L. Polymers (Basel), 2020, 12, E728.