Влияние модификации поверхности на распределение ¹³C-фуллерена C₆₀ в организме

Введение: Считается, что функционализация существенно влияет на распределение фуллерена в организме. Однако для подтверждения этой гипотезы необходимо напрямую сравнить фуллерены с различными функциональными группами. Цель исследования — оценить влияние модификации поверхности на распределение фуллерена после введения разными путями.

Методы: Фуллерен C₆₀, меченный изотопом ¹³C по углеродному каркасу (¹³C-C₆₀), функционализировали карбоксильными (¹³C-C₆₀-COOH) или гидроксильными группами (¹³C-C₆₀-OH). Самцам мышей линии ICR массой около 25 г однократно вводили 400 мкг ¹³C-C₆₀-COOH или ¹³C-C₆₀-OH в 200 мкл водного 0,9% раствора NaCl одним из трёх способов: в хвостовую вену, через желудочный зонд или внутрибрюшинно. Затем отбирали образцы крови и тканей сердца, печени, селезёнки, желудка, почек, лёгких, головного мозга, толстого и тонкого кишечника, мышц, костей и кожи; образцы измельчали, гомогенизировали, лиофилизировали и анализировали методом масс-спектрометрии изотопных отношений.

Результаты: После внутривенного введения основными органами-мишенями C₆₀-COOH и C₆₀-OH были печень, кости, мышцы и кожа, тогда как немодифицированный C₆₀ преимущественно обнаруживали в печени, селезёнке и лёгких. Суммарное накопление в печени и селезёнке убывало в ряду C₆₀ ≫ C₆₀-COOH > C₆₀-OH. Скорость распределения в течение 24 ч убывала в ряду C₆₀ > C₆₀-OH > C₆₀-COOH. К 7-м суткам после введения C₆₀-COOH и C₆₀-OH выводились из организма. После введения через желудочный зонд C₆₀-COOH всасывался в желудочно-кишечном тракте и распределялся в сердце, печени, селезёнке, желудке, лёгких, кишечнике и костях. После внутрибрюшинного введения C₆₀-OH распространялся по организму шире, чем C₆₀-COOH.

Выводы: Модификация поверхности фуллерена C₆₀ снижала уровень его накопления и скорость распределения, а также изменяла органы-мишени. Результаты демонстрируют, что химическая функционализация фуллерена существенно влияет на его перемещение в организме и биораспределение. Дальнейшая модификация поверхности может помочь снизить токсичность C₆₀ и улучшить его биосовместимость, что будет полезно для биомедицинских применений.