Cinko oksido nanodalelių poveikis ląstelių gyvybingumui ir mitochondrijų funkcijoms

Abstract

Bakalauro darbo autorius: Julija Krupskytė Bakalauro darbo pavadinimas: Cinko oksido nanodalelių poveikis ląstelių gyvybingumui ir mitochondrijų funkcijoms Vadovas: Doc. Dr. Rasa Žūkienė Darbas pristatytas: Vytauto Didžiojo Universitetas, Gamtos mokslų fakultetas, Kaunas, 2020 m., birželio 18d. Puslapių skaičius: 38 Lentelių skaičius: 0 Paveikslų skaičius: 16 Priedų skaičius: 0 Šio darbo tikslas buvo įvertinti ZnO nanodalelių (ND) ir ZnO nanodalelių su BSA baltymų vainiku (ZnO-BSA) poveikį ląstelių gyvybingumui ir mitochondrijų funkcijoms. Tyrimo metu buvo nustatomi cinko oksido nanodalelių (d = 20 nm) ir cinko oksido nanodalelių, kurios buvo padengtos jaučio serumo albumo baltymu (ZnO-BSA ND), poveikio mechanizmai kininio žiūrkėnuko kiaušidžių (CHO) ląstelių linijai. Toksinis ZnO nanodalelių poveikis buvo vertinamas nustatant ląstelių gyvybingumo pokyčius, naudojant MTT metodą. Mitochondrijų funkcijų pokyčiai buvo nustatyti stebint JC-1 dažo sudaromų agregatų ir monomerų fluorescencijos santykį, taip pat, stebėti mitochondrijų kiekio pokyčiai, kurie nustatyti naudojant MitoTracker Green dažą. Atlikus tyrimus buvo nustatyta, kad: ZnO ND mažina ląstelių gyvybingumą 4-23%, priklausomai nuo koncentracijos. Baltymų vainikas mažina ZnO ND sukeltą citotoksiškumą 10-12%, esant 10, 25, 100 μg/ml ND koncentracijai. ZnO ir ZnO-BSA ND 1-10 μg/ml koncentracijų ribose stimuliuoja, o 50-150 μg/ml koncentracijų ribose nežymiai slopina mitochondrijų membranos potencialą. Pastebėta, kad 1, 10, 100 ir 150 μg/ml koncentracijų grupėse baltymų vainikas didina ND neigiamą poveikį mitochondrijų membranos potencialui. ZnO ir ZnO-BSA ND mažina mitochondrijų kiekį, inkubuojant 24 h, esant 20 μg/ml ND koncentracijai. Baltymų vainikas sustiprina ZnO ND neigiamą poveikį.

Author of Bachelor Thesis: Julija Krupskytė Full title of Bachelor Thesis: Effect of Zinc Oxide Nanoparticles on cell viability and mitochondrial functions Supervisor: Doc. Dr. Rasa Žūkienė Presented at: Faculty of Natural Sciences, Vytautas Magnus University, Kaunas, June 18th, 2020. Number of pages: 38 Number of tables: 0 Number of pictures: 16 Number of appendices: 0 The aim of this study was to estimate the effect of ZnO nanoparticles (ND) and ZnO nanoparticles with BSA protein corona (ZnO-BSA) on cell viability and mitochondrial functions. The study investigated the mechanisms of action of zinc oxide nanoparticles (d = 20 nm) and zinc oxide nanoparticles coated with bovine serum albumin protein (ZnO-BSA ND) on the Chinese hamster ovary (CHO) cell line. The toxic effects of ZnO nanoparticles were assessed by detecting changes in cell viability using the MTT assay. Changes in mitochondrial function were determined by monitoring the fluorescence ratio of aggregates to monomers formed by the JC-1 dye, also, changes in mitochondrial mass observed using the MitoTracker Green dye. Studies have shown that: ZnO ND reduces cell viability by 4-23%, depending on the concentration. The protein corona reduces ZnO ND induced cytotoxicity by 10–12% at 10, 25, 100 μg /ml concentrations of NP. ZnO and ZnO-BSA NP in the concentration range of 1-10 μg /ml stimulate and slightly inhibit the mitochondrial membrane potential in the concentration range of 50-150 μg /ml. In the 1, 10, 100, and 150 μg /ml concentration groups, the protein corona was observed to increase the negative effect of NP on mitochondrial membrane potential. ZnO and ZnO-BSA NP reduce mitochondrial mass by incubating cells for 24 h with 20 μg /ml concentration NP. The protein corona enhances the negative effects of ZnO NP.