Doklady Biological SciencesDoklady Biological SciencesДоклады Российской академии наук. Науки о жизни2686-73893034-5057The Russian Academy of Sciences69771010.7868/S3034543X25050068ArticlesСтатьиResearch ArticleSTUDY OF CYTOTOXICITY OF FULLERENOL C60(OH)22-24 IN RELATION TO HUMAN PERIPHERAL BLOOD MONOCYTESИССЛЕДОВАНИЕ ЦИТОТОКСИЧНОСТИ ФУЛЛЕРЕНОЛА С60(ОН)22-24 В ОТНОШЕНИИ МОНОЦИТОВ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ ЧЕЛОВЕКАTimganovaV. PТимгановаВ. П

branch of the Perm Federal Research Center Ural Branch Russian Academy of Sciences

филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук

timganovavp@gmail.comBochkovaM. SБочковаМ. С

branch of the Perm Federal Research Center Ural Branch Russian Academy of Sciences

филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук

LazarevS. SЛазаревС. С

branch of the Perm Federal Research Center Ural Branch Russian Academy of Sciences

филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук

DolgikhM. DДолгихМ. Д

branch of the Perm Federal Research Center Ural Branch Russian Academy of Sciences

филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук

UsaninaD. IУсанинаД. И

branch of the Perm Federal Research Center Ural Branch Russian Academy of Sciences

филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук

ZamorinaS. AЗаморинаС. А

branch of the Perm Federal Research Center Ural Branch Russian Academy of Sciences

филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук

RayevM. BРаевМ. Б

branch of the Perm Federal Research Center Ural Branch Russian Academy of Sciences

филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук

Institute of Ecology and Genetics of MicroorganismsИнститут экологии и генетики микроорганизмовPerm State National Research UniversityПермский государственный национальный исследовательский университет151020255241VOL 524, NO1 (2025)ТОМ 524, №1 (2025)52553004122025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/2686-7389/article/view/697710

We studied the effect of fullerenol C60(OH)22–24 on the viability of human peripheral blood monocytes and its adhesion/internalization by these cells. Nanoparticles at concentrations of 0.25, 0.5, 2.5, 5, 12.5, 25, 50, 100, and 200 μg/mL were incubated with human blood mononuclear cells for 24, 48, and 72 hours (5% CO2 at 37°C). We subsequently determined monocyte viability and fullerenol fluorescence intensity in the monocyte gate using flow cytometry. Nanoparticles were adsorbed/internalized by cells proportionally to their concentration and incubation time. Fullerenol С60(ОН)22–24 at 200 μg/mL reduced monocyte viability by an average of 17%, 30%, and 28% after 24, 48, and 72 hours, respectively. Cell survival inversely correlated with nanoparticle uptake intensity. Concentrations ≤100 μg/mL did not exhibit cytotoxicity even after prolonged exposure, supporting its biomedical applicability.

Изучали влияние фуллеренола С60(ОН)22–24 на жизнеспособность моноцитов периферической крови человека, а также его адгезию/интернализацию этими клетками. Наночастицы в концентрациях 0.25, 2.5, 0.5, 5, 12.5, 25, 50, 100 и 200 мкг/мл инкубировали с мононуклеарными клетками крови человека в течение 24, 48 и 72 часов (5% CO2 и 37ºC). Впоследствии определялись жизнеспособность моноцитов и интенсивность флуоресценции фуллеренола в гейте моноцитов на проточном цитометре. Установлено, что наночастицы адсорбируются/интернализуются клетками пропорционально их концентрации и времени инкубации. Фуллеренол С60(ОН)22–24 в концентрации 200 мкг/мл снижал жизнеспособность моноцитов в среднем на 17, 30 и 28% через 24, 48 и 72 часа соответственно. Выживаемость клеток обратно коррелировала с интенсивностью поглощения ими наночастиц. Концентрации фуллеренола ≤100 мкг/мл не проявляли цитотоксичности даже при длительном воздействии, что важно для его применения в биомедицине.

nanoparticlesfullerenolcytotoxicityhuman monocytesinternalization/adhesion of nanoparticlesнаночастицыфуллеренолцитотоксичностьмоноциты человекаинтернализация/адгезия наночастицИсследование выполнено при финансовой поддержке PHФ, проект 24-15-00432 "Комплексное исследование иммуносовместимости фуллеренола C60(OH)22-24"Пирунгин С.К., Туровецкий В.Б., Кедров А.В., и др. Влияние гидроксилированного фуллерена C60(OH)25 на целостность плазматических мембран макрофагов // Радиационная биология. Радиоэкология. 2012. T. 52. №3. C. 252–256.Seke M., Zivkovic M., Stankovic A. Versatile applications of fullerenol nanoparticles // Int. J. Pharm. 2024. Vol. 660. P. 124313.Liu J., Feng X., Chen Z. et al. The adjuvant effect of C60(OH)22 nanoparticles promoting both humoral and cellular immune responses to HCV recombinant proteins // Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl. 2019. Vol. 97. P. 753-759.Grebowski J., Kazimierska P., Krokosz A. Fullerenol – właściwości i zastosowanie w naukach biomedycznych [Fullerenol – properties and applications in biomedical sciences] // Postepy Hig Med Dosw. 2013. Vol. 67. P. 859-872.Lichota A., Piwoński I., Michiewska S. et al. A multiparametric study of internalization of fullerenol C60(OH)36 nanoparticles into peripheral blood mononuclear cells: cytotoxicity in oxidative stress induced by ionizing radiation // Int. J. Mol. Sci. 2020. Vol. 21. N7. P. 2281.Chaban V.V., Fileti E.E. Which fullerenols are water soluble? Systematic atomistic investigation // N. J. Chem. 2017. Vol. 41. P. 184-189.Kovel E.S., Kicheeva A.G., Vnukova N.G., et al. Toxicity and antioxidant activity of fullerenol C60, 70 with low number of oxygen substituents // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22. N12. P. 6382.Fileti E.E., Rivelino R., de Brito Mota, et al. Effects of hydroxyl group distribution on the reactivity, stability and optical properties of fullerenols // Nanotechnology. 2008. Vol. 19. N36. P. 365703.Djordjevic A., Srdjenovic B., Seke M., et al. Review of synthesis and antioxidant potential of fullerenol nanoparticles // J. Nanomater. 2015. P. 1-15.Srdjenovic B., Milic-Torres V., Grujic N., et al. Antioxidant properties of fullerenol C60(OH)24 in rat kidneys, testes, and lungs treated with doxorubicin // Toxicol. Mech. Methods. 2010. Vol. 20. N6. P. 298-305.Kubat Ö., Dikmen K., Bostanci H., et al. Investigating the protective effects of fullerenol-C60 on kidney and lung tissues in streptozotocin-induced diabetic rats with cecal sepsis // Sci. Rep. 2025. Vol. 15. P. 19096.Sun H., Jiang C., Wu L., et al. Cytotoxicity-related bioeffects induced by nanoparticles: the role of surface chemistry // Front. Bioeng. Biotechnol. 2019. Vol. 7. P. 1-15.Bolshakova O., Borisenkova A., Suyasova M., et al. In vitro and in vivo study of the toxicity of fullerenols C60, C70 and C1200 obtained by an original two step method // Mater. Sci. Eng. C. 2019. Vol. 104. P. 109945.Chaudhuri P., Paraskar A., Soni S., et al. Fullerenol–cytotoxic conjugates for cancer chemotherapy // ACS Nano. 2009. Vol. 3. P. 2505–2514.Chen K., Wang Y., Liang H., et al. Fullerenols boosting the therapeutic effect of anti-CD47 antibody to trigger robust anti-tumor immunity by inducing calreticulin exposure // Nano Today. 2021. Vol. 37. P. 101070.Johnson-Lyles D.N., Peifley K., Lockett S., et al. Fullerenol cytotoxicity in kidney cells is associated with cytoskeleton disruption: autophagic vacuole accumulation, and mitochondrial dysfunction // Toxicol. Appl. Pharmacol. 2010. Vol. 248. N3. P. 249-258.Augustine R., Hasan A., Primavera R., et al. Cellular uptake and retention of nanoparticles: insights on particle properties and interaction with cellular components // Mater. Today Commun. 2020. Vol. 25. P. 101692.