Immunomorphometric indices in rats after administration of polyoxometalates

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The impact of nanoparticles containing metal oxides may cause both increased proliferation and death of immunocompetent cells. Polyoxometalates (POMs) are nanoparticles containing iron (III) and molybdenum oxides. POMs are intended for targeted transport of drugs. Nanoparticles may produce effects that differ from those from a mixture of compounds within nanoparticles. The aim of the work is to investigate the effect of POMs and a mixture of POMs components (derivatives) on the morphometric parameters of the thymus, spleen, number of blood leukocytes and their precursors in bone marrow. The study was conducted in 25 mature male Wistar rats divided into 5 equal groups: animals in groups 1 and 2 were injected intramuscularly with POMs once and seven times, animals in groups 3 and 4 were injected with derivatives also once and seven times, the first group was left intact. A single dose of POMs or derivatives was 0.15 mg/100 g of body mass. We have evaluated cortical-medullar ratio in thymus and morphometric parameters of spleen (areas of stroma, white pulp, lymphoid follicles, and width of the mantle and marginal zones of lymphoid follicles). Based on the morphometric parameters, the quotients were calculated for the integral assessment of spleen morphometry: stromal-parenchymatous ratio (SPR), follicular coefficient (FC), and lymphoid coefficient (LC). The number of leukocytes and their fractions in peripheral blood, and the numbers of leukocyte precursors in bone marrow were determined. When comparing the parameters of rats treated with POMs and derivatives with appropriate indices of intact rats, the following results were obtained: we did not reveal any significant differences for the cortico-medullary ratios of thymus; increased SPR in group 3, like as of SPR, FC value, and the width of marginal zone in group 5. In groups 2-5, leukopenia was detected due to a deficiency of granulocytes. When derivatives were administered, the number of lymphocytes was also decreased in groups 4-5. Increased number of the bone marrow monocytic cells was detected in groups 3 and 5. Changes in peripheral immunopoietic organ, i.e., hyperplasia of spleen lymphatic tissues, was observed to more extent under the action of individual components of nanoparticles (derivatives) than after injection of POMs. The action of POMs and derivatives is less pronounced in central organs of the immune system, i.e., thymus and bone marrow. Compensation of the leukocyte deficiency in blood occurs, mainly, due to spleen leukopoiesis.

About the authors

S. A. Titova

Yeltsin Ural Federal University

Email: i.goette@yandex.ru

Postgraduate Student, Junior Researcher at the Laboratory of Nanocluster Polyoxometalates Functional Design of the Research Institute of Physics and Applied Mathematics of the Institute of Natural Sciences and Mathematics

Russian Federation, Ekaterinburg

I. F. Goette

Institute of Immunology and Physiology of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: i.goette@yandex.ru

PhD (Biology), Senior Researcher at the Laboratory of Morphology and Biochemistry

Russian Federation, Ekaterinburg

M. O. Tonkushina

Yeltsin Ural Federal University

Email: i.goette@yandex.ru

PhD (Chemistry), Senior Researcher at the Research Institute of Physics and Applied Mathematics of the Institute of Natural Sciences and Mathematics

Russian Federation, Ekaterinburg

A. A. Ostroushko

Yeltsin Ural Federal University

Email: i.goette@yandex.ru

PhD, MD (Chemistry), Professor, Chief Researcher, Head of Department at the Research Institute of Physics and Applied Mathematics of the Institute of Natural Sciences and Mathematics

Russian Federation, Ekaterinburg

References

  1. Volkov V.P. New algorithm of the morphometric assessment of functional immunomorphology of the spleen. Universum: meditsina i farmakologiya = Universum: Medicine and Pharmacology, 2015, no. 5-6 (18). [Electronic resource]. Available at: http://7universum.com/ru/med/archive/item/2341. (In Russ.)
  2. Sharafutdinova L.A., Sinel’nikov K.N., Valiullin V.V. Toxic effect of titanium dioxide nanoparticles on morphological characteristics of thymus. Kazanskiy meditsinskiy zhurnal = Kazan Medical Journal, 2018, Vol. 99, no. 6, pp. 947-953. (In Russ.)
  3. Danilova I.G., Gette I.F., Medvedeva S.Yu., Belousova A.V.,Tonkushina M.O., Ostroushko A.A. Influence of iron-molybdenum Nanocluster polyoxometallates on the apoptosis of blood leukocytes and the level of heat-shock proteins in the cells of thymus and spleen in rats. Nanotechnologies in Russia, 2016, Vol. 11, no. 9-10, pp. 653-662.
  4. Devanabanda M., Sana S.S, Madduri R., Kim S.C, Iravani S., Varma R.S, Vadde R. Immunomodulatory effects of copper nanoparticles against mitogen-stimulated rat splenic and thymic lymphocytes. Food Chem. Toxicol., 2024, Vol. 184, 114420. doi: 10.1016/j.fct.2023.114420.
  5. Li H., Huang T., Wang Y., Pan B., Zhang L., Zhang Q., Niu Q. Toxicity of alumina nanoparticles in the immune system of mice. Nanomedicine (Lond.), 2020, Vol. 15, no. 9, pp. 927-946.
  6. Park E.J., Oh S.Y., Kim Y., Yoon C., Lee B.S., Kim S.D., Kim J.S. Distribution and immunotoxicity by intravenous injection of iron nanoparticles in a murine model. J. Appl. Toxicol., 2016, Vol. 36. no. 3, pp. 414-423.
  7. Tulinska J., Masanova V., Liskova A., Mikusova M.L., Rollerova E, Krivosikova Z., Stefikova K., Uhnakova I., Ursinyova M., Babickova J., Babelova A., Busova M., Tothova L., Wsolova L., Dusinska M., Sojka M., Horvathova M., Alacova R., Vecera Z., Mikuska P., Coufalik P., Krumal K., Capka L., Docekal B. Six-week inhalation of CdO nanoparticles in mice: The effects on immune response, oxidative stress, antioxidative defense, fibrotic response, and bones. Food Chem. Toxicol., 2020, Vol. 136, 110954. doi: 10.1016/j.fct.2019.110954.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Titova S.A., Goette I.F., Tonkushina M.O., Ostroushko A.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».