Introduction. Wilson–Konovalov disease is associated with impaired intracellular transport of Cu2+, resulting in increased concentrations of unbound copper in the blood, its accumulation in various organs and tissues, primarily the liver, brain, kidneys, and cornea. The resulting excess Cu2+ ions in the brain leads to altered astrocyte morphology, enlarged microglia, edema of oligodendroglia, reduced neuronal count, and impaired permeability of microcirculatory vessels.
The study aimed to determine how Cu2+ excess affects angiogenesis and nucleoli in cultured rat cerebral cortex endothelial cells (ECs).
Materials and methods. Copper chloride was added to the culture medium of rat cerebral cortex ECs at concentrations of 50–300 μM for 24 hours. Angiogenesis in cultures was studied using cultured rat brain ECs and the Angiogenesis Assay Kit. Cell viability was assessed using the MTT test, and nucleoli were stained with acridine orange.
Results. The effect of Cu2+ on cultured rat cerebral cortex ECs was examined. MTT assay of cultures showed reduced formazan production starting at Cu2+ concentrations of 100 μM in the culture medium, indicating decreased cell viability. At this same concentration, Cu2+ -induced impairment of angiogenesis was observed in EC cultures. At higher Cu2+ concentrations (200 μM), surviving cells exhibited a statistically significant increase in nucleolar size to 1.71 ± 0.09 μm2 compared to 1.33 ± 0.07 μm2 in control cultures.
Conclusion. Thus, excess copper ions reduce angiogenesis and induce changes in ECs nucleoli, which may represent a universal cellular response associated with cell damage.
Введение. Болезнь Вильсона–Коновалова связана с нарушением внутриклеточного транспорта Cu2+, следствием чего является увеличение концентрации несвязанной меди в крови, накопление её в различных органах и тканях, прежде всего в печени, мозге, почках и роговице. Возникающий при этом заболевании избыток ионов Cu2+ в головном мозге приводит к изменению формы астроцитов, увеличению размеров микроглии, отёку олигодендроглии, уменьшению числа нейронов, а также нарушению проницаемости сосудов микроциркуляторного русла.
Цель исследования — используя культивированные эндотелиоциты (ЭТ) коры головного мозга крыс, определить, как действует избыток Cu2+ на ангиогенез и ядрышки ЭТ.
Материалы и методы. Хлорид меди вносили в среду культивирования ЭТ коры головного мозга крыс в концентрации 50–300 мкМ на 24 ч. Ангиогенез в культурах изучали, используя культивированные ЭТ головного мозга крыс и «Angiogenesis Assay Kit». Выживаемость клеток определяли, применяя МТТ-тест, ядрышки окрашивали акридиновым оранжевым.
Результаты. Изучали влияние Cu2+ на культивированные ЭТ коры головного мозга крыс. Исследование культур с помощью МТТ-метода показало уменьшение продукции формазана, начиная с концентрации Cu2+ в среде культивирования 100 мкМ, что указывает на снижение выживаемости клеток. При этой же концентрации наблюдалось вызванное Cu2+ нарушение ангиогенеза в культурах ЭТ. При действии более высоких концентраций Cu2+ (200 мкМ) в ядрах выживших клеток наблюдалось статистически достоверное увеличение размеров ядрышек до 1,71 ± 0,09 мкм2 по сравнению с 1,33 ± 0,07 мкм2 в контрольных культурах.
Заключение. Таким образом, избыток ионов меди снижает ангиогенез и вызывает изменения в ядрышках ЭТ, что может представлять собой универсальный клеточный ответ, связанный с клеточным повреждением.