vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2017-3-180-186vguit-1578Research ArticleБиотехнология и бионанотехнологияBiotechnology, bionanotechnology and sugary products technologyМетиленовый синий регулирует спонтанный мутационный процесс в соматических клетках мышей линии C57BL/6Methylene blue regulates spontaneous mutation process in somatic cells of C57BL/6 miceКалаеваЕ. А.KalaevaE. A.

к.б.н., кафедра биофизики и биотехнологии, Университетская пл., 1, Воронеж, 394018, Россия

candidate of biological sciences, genetics, cytology and bioengineering department, Universitetskaya sq., 1, Voronezh, 394018, Russia

kalaevae@gmail.comКалаевВ. Н.KalaevV. N.

д.б.н., кафедра генетики, цитологии и биоинженерии, Университетская пл., 1, Воронеж, 394018, Россия

doctor of biological sciences, genetics, cytology and bioengineering department, Universitetskaya sq., 1, Voronezh, 394018, Russia

dr_huixs@mail.ruЕфимоваК. А.EfimovaK. A.

аспирант, кафедра генетики, цитологии и биоинженерии, Университетская пл., 1, Воронеж, 394018, Россия

graduate student, genetics, cytology and bioengineering department, Universitetskaya sq., 1, Voronezh, 394018, Russia

xenia.ephimova@gmail.comМальцеваО. Ю.MaltsevaO. Yu.

к.т.н., кафедра биохимии и биотехнологии, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

candidate of technical sciences, biochemistry and biotechnology department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

ksenia2002@list.ruВоронежский государственный университетVoronezh state universityВоронежский государственный университет инженерных технологийVoronezh state university of engineering technologies201714112017793180186Copyright © Калаева Е.А., Калаев В.Н., Ефимова К.А., Мальцева О.Ю., 20172017Калаева Е.А., Калаев В.Н., Ефимова К.А., Мальцева О.Ю.Kalaeva E.A., Kalaev V.N., Efimova K.A., Maltseva O.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/1578

Поиск и тестирование соединений, обладающих антиоксидантной, антимутагенной, противоопухолевой активностью, малотоксичных, эффективных и недорогих является актуальной задачей. Одним из веществ, удовлетворяющих этим требованиям, является метиленовый синий. Он применяется в качестве антисептика, антидота при отравлениях цианидами, оксидом углерода, сероводородом, нейропротектора, фотосенсибилизатора, антиоксиданта, регулятора активности ферментов. Целью работы явилось исследование влияния метиленового синего на частоту встречаемости микроядер в эритроцитах крови мышей с помощью микроядерного теста. Применение метиленового синего способствовало снижению уровня спонтанного мутагенеза в эритроцитарных клетках у мышей: в контрольной группе частота встречаемости микроядер составила 4,78 ± 0,58 ‰, пероральное введение метиленового синего в дозе 15 мг/кг в течение 60 дней приводило к снижению исследуемого показателя до 2,99 ± 0,34 ‰. Антимутагенное действие метиленового синего, очевидно, основано на его способности связывать свободные радикалы и защищать генетический материал клеток от повреждений. Выявление механизмов действия и дозозависимых эффектов метиленового синего требует проведения дополнительных исследований

The search and testing of compounds with antioxidant, antimutagenic, antitumor activity, low toxicity, efficacy and low cost is actual task. One of the substances that meet these requirements is methylene blue. It is used as antiseptic, antidote for poisoning with cyanides, carbon monoxide, hydrogen sulphide, neuroprotective agent, photosensitizer, antioxidant, regulator of enzyme activity. The aim of the work was to investigate the effect of methylene blue on the frequency of occurrence of micronuclei in erythrocytes of blood of mice using a micronucleus test. The use of methylene blue contributed to decrease in the level of spontaneous mutagenesis in erythrocyte cells in mice: in the control group, the incidence of micronuclei was 4.78 ± 0.58 ‰, oral administration of methylene blue at a dose of 15 mg/kg for 60 days led to the decrease of the study parameter up to 2.99 ± 0.34 ‰. The antimutagenic effect of methylene blue is obviously based on its ability to bind free radicals and protect the genetic material of cells from damage. The detection of mechanisms of action and dose-dependent effects of methylene blue requires additional studies.

метиленовый синиймикроядерный тестспонтанный мутагенезэритроцитыmethylene bluemicronuclear testspontaneous mutagenesiserythrocytesReferencesБашкатов А.Н., Генина Э.А., Приезжев А.В., Тучин В.В. Лазерная биофотоника // Квантовая электроника. 2016. Т. 46. № 6. С. 487.Bashkatov A.N., Genina E.A., Priezzhev A.V., Tuchin V.V. Laser Biophotonics. Kvantovaya elektronika [Quantum Electronics] 2016. vol. 46. no. 6. pp. 487. (in Russian)Болезнь Альцгеймера: патогенез, общие сведения. URL: http://humbio.ru/humbio/har_nevr/00054622.htm (дата обращения 02.11.2017).Bolezn’ Al’tsgeimera [Alzheimer's disease: pathogenesis, general information] Availabale at: http://humbio.ru/humbio/har_nevr/00054622.htm (circulation date 02.11.2017). (in Russian)Бурлев В.А., Дубинская Е.Д., Гаспаров А.С., Ильясова Н.А. Антиангиогенная терапия и спаечный процесс в малом тазу: перспективы профилактики и лечения. // Российский вестник акушера-гинеколога. 2010. Т. 10. № 4. С. 25–31.Burlev V.A., Dubinskaya E.D., Gasparov A.S., Ilyasova N.A. Antiangiogenic therapy and adhesive process in the small pelvis: the prospects for prevention and treatment. Rossiiskii vestnik akushera-ginekologa [Russian bulletin of the obstetrician-gynecologist] 2010. vol. 10. no 4. pp. 25–31. (in Russian)Валуева М.И., Олтаржевская Н.Д. Исследование технологических особенностей получения печатных композиций на основе природных полимеров // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. Серия 1: Естественные и технические науки. 2013. № 2. С. 12–15.Valueva M.I., Oltarzhevskaya N.D. Investigation of technological features of obtaining printed compositions based on natural polymers. Vestnik SPbGUTD [Proceedings of the St. Petersburg State University of Technology and Design. Series 1: Natural and technical sciences]. 2013. no. 2. pp. 12–15. (in Russian)Калаев В.Н., Игнатова И.В., Климова Н.В. Частота встречаемости эритроцитов с микроядрами в крови перепела японского (Coturnix japonica) при разных способах окрашивания // Фундаментальные исследования. 2013. № 10. Вып. 4. С. 770–775.Kalaev V.N., Ignatova I.V., Klimova N.V. The frequency of occurrence of erythrocytes with micronuclei in the blood of the Japanese quail (Coturnix japonica) with different methods of staining. Fundamental’nye issledovaniya [Fundamental studies]. 2013. no. 10, vol. 4. pp. 770–775. (in Russian)Калаев В.Н., Красножон К.Б., Игнатова И.В. Оценка стабильности генома больных сахарным диабетом 1 типа с использованием микроядерного теста в буккальном эпителии // Фундаментальные исследования.2012. № 11. Вып. 2. С. 288–295.Kalaev V.N., Krasnozhon K.B., Ignatova I.V. An estimation of genome stability in patients with type 1 diabetes mellitus using micronucleus test in buccal epithelium. Fundamental’nye issledovaniya [Fundamental studies].. 2012. № 11, issue. 2. P. 288–295. (in Russian)Ковалева О.А., Ясинский Я.С., Безденежных Н.А., Кудрявец Ю.И. Особенности цитогенетических изменений в клетках лимфомы человека линии U937 при индукции апоптоза фактором некроза опухоли // Цитология. 2014. Т. 56. № 2. С. 110–116.Kovaleva O.A., YasinskyYa. S., Bezdenezhny N.A. Kudryavets Yu. I. Features of cytogenetic changes in the cells of human lymphoma line U937 with the induction of apoptosis by tumor necrosis factor. Tsitologiya [Cytology]. 2014. pp. 56. no. 2. pp. 110–116. (in Russian)Кричевский Г.Е., Олтаржевская Н.Д., Коровина М.А. Инновационные текстильные технологии для получения депо-материалов для направленной доставки лекарств // Физика волокнистых материалов: структура, свойства, наукоемкие технологии и материалы (SMARTEX). 2016. Т.1, № 1. С. 44–49.Krichevsky G.E., Oltarzhevskaya N.D., Korovina M.A. Innovative textile technologies for obtaining depot materials for targeted drug delivery. Fizika voloknistykh materialov [Fibrous materials physics: structure, properties, science-intensive technologies and materials (SMARTEX)] 2016. vol.1. no. 1. pp. 44–49. (in Russian)Крюков А.И., Лапченко А.С., Гуров А.В., Кучеров А.Г. и др. Современные возможности применения антимикробной ФДТ в оториноларингологии // Лазерная медицина. 2014. Т. 18. № 1. С. 39–41.Kryukov A.I., Lapchenko A.S., Gurov A.V., Kucherov A.G., Order R. Ya. Modern possibilities of using antimicrobial PDT in otorhinolaryngology. Lazernaya meditsina [Laser medicine]. 2014. vol. 18. no. 1. pp. 39–41. (in Russian)Курчатова М.Н., Дурнова Н.А., Полуконова Н.В. Влияние экстрактов, содержащих биофлавоноиды, на индукцию микроядер диоксидином в эритроцитах крови беспородных белых мышей // Вестник ВГУ. 2014. № 2. С. 58–65.Kurchatova M.N., Durnova N.A., Polukonova N.V. The effect of extracts containing bioflavonoids on the induction of micronuclei with dioxydin in blood erythrocytes of nonbred white mice. Vestnik VGU [Proceedings of VSU]. 2014. no. 2. pp. 58–65. (in Russian)Метиленового синего раствор водный (aqueous methylene blue solution) инструкция по применению. URL: https://www.vidal.ru/drugs/aqueous_methylene_blue_solution__38488 (дата обращения 02.11.2017).Metilenovogo sinego rastvor [Methylene blue aqueous solution (aqueous methylene blue solution) instructions for use]. Availabale at: https://www.vidal.ru/drugs/aqueous_methylene_blue_solution__38488 (reference date 02.11.2017). (in Russian)Панина А.И., Севрюков А.В., Моргуль Е.В., Колмакова Т.С. Оценка стабильности генома детей с аллергическими заболеваниями с помощью микроядерного теста // Сборники конференций НИЦ Социосфера. 2014. № 33. С. 85–87.Panina A.I., Sevryukov A.V., Morgul E.V., Kolmakova Т.S. Evaluation of the genome stability of children with allergic diseases with the help of a micronuclear test. Sbornik konferentsii NITs [Proceedings of the SIC Sotsiosfera. 2014. № 33. P. 85–87. (in Russian)vПетрова О.А., Липатов Г.Я., Адриановский В.И., Береснева О.Ю. Результаты оценки антимутагенных свойств различных антиоксидантов // Биологически активные соединения: получение, свойства, структура, функции, применение. URL: http://econf.rae.ru/article/1152 (дата обращения: 30.10.2017).Petrova O.A., Lipatov G. Ya., Adrianovsky V.I., Beresneva O. Yu. Results of the evaluation of antimutagenic properties of various antioxidants. Biologicheski aktivnye soedineniya [Biologically active compounds: preparation, properties, structure, functions, application] Availabale at: http://econf.rae.ru/article/1152 (date of circulation: 30.10.2017). (in Russian)Семенов В.М., Пашинская Е.С., Побяржин В.В., Субботина И.А. и др. Иммуногистохимические и молекулярно-генетические методы диагностики онкологических заболеваний (обзор литературы) // Вестник Витебского государственного медицинского университета. 2017. Т. 16. № 2. С. 15–25.Semenov V.M., Pashinskaya E.S., Pobiarzhin V.V., Subbotina I.A. et al. Immunohistochemical and molecular genetic methods for diagnosis of oncological diseases (literature review) Vestnik Vitebskogo GMU [Proceedings of Vitebsk State Medical University. 2017. T. 16. № 2. P. 15–25. (in Russian)Сычева Л.П., Шереметьева С.М., Кривцова Е.К., Журков B.C. и др. Оценка цитогенетической активности метиленового голубого и продуктов его фотодеструкции в полиорганном микроядерном тесте на крысах // Токсикологический вестник. 2007. № 1. С. 18–21.Sycheva L.P., Sheremeteva S.M., Krivtsova E.K., Zhurkov B.C. et al. Evaluation of the cytogenetic activity of methylene blue and products of its photodestruction in a multi-organ micronucleus test in rats. Toksikologicheskii vestnik [Toxicological Herald]. 2007. no. 1. pp. 18–21. (in Russian)Хахулина Н.Н., Курчатова М.Н. Микроядерный тест в оценке антимутагенной активности лекарственных средств // Бюллетень медицинских интернет-конференций. 2014. Т. 4. № 5. С. 786.Khakhulina N.N., Kurchatova M.N. Micronuclear test in the evaluation of antimutagenic activity of drugs. Bulleten’ meditsinskikh internet-konferentsii  [Bulletin of medical Internet conferences] 2014. vol. 4. no.  5. pp. 786. (in Russian)Шахтамиров И.Я., Гайрабеков Р.Х., Мутиева Х.В., Терлецкий В.П. и др. Биоиндикация генотоксичности стойких органических загрязнителей в Чеченской Республике. Сообщение 1. Микроядерный тест в эритроцитах птиц // Медико-биологические проблемы жизнедеятельности. 2014. № 1 (11). С. 65–70.Shakhtamirov I. Ya.,Gayrabekov R. Kh., Mutieva H.V., Terletskiy V.P. et al. Bioindication of genotoxicity of persistent organic pollutants in the Chechen Republic. Communication 1. Micronuclear test in erythrocytes of birds. Mediko-biologicheskie problemy [Medico-biological problems of vital activity]. 2014. no. 1 (11). pp. 65–70. (in Russian)Baddeley T.C., McCaffrey J., Storey J.M., Cheung J.K. et al. Complex disposition of methylthioninium redox forms determines efficacy in tau aggregation inhibitor therapy for alzheimer’s disease // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2015. V.352. № 1. P. 110–118. DOI: 10.1124/jpet.114.219352.Baddeley T.C., McCaffrey J., Storey J.M., Cheung J.K. et al. Complex disposition of methylthioninium redox forms determines efficacy in tau aggregation inhibitor therapy for alzheimer’s disease. J. Pharmacol. Exp. Ther. 2015. vol. 352. no.  1. pp. 110–118. DOI: 10.1124/jpet.114.219352.Choudhury G.R., Winters A., Rich R.M., Ryou M. – G. et al. Methylene blue protects astrocytes against glucose oxygen deprivation by improving cellular respiration //Plos one. 2015. P. 1 -14.Choudhury G.R., Winters A., Rich R.M., Ryou M. – G. et al. Methylene blue protects astrocytes against glucose oxygen deprivation by improving cellular respiration. Plos one. 2015. pp. 1 -14.Gonzalez-Lima F., Bruchey A.K. Extinction memory improvement by the metabolic enhancer methylene blue // Learn Mem. 2004. V. 11. № 5. P. 633–640. DOI: 10.1101/lm.82404.Gonzalez-Lima F., Bruchey A.K. Extinction memory improvement by the metabolic enhancer methylene blue. Learn Mem. 2004. vol. 11, no. 5. pp. 633–640. DOI: 10.1101/lm.82404.Gureev A.P., Syromyatnikov M. Yu., Gorbacheva T.M., Starkov A.A. et al. Methylene blue improves sensorimotor phenotype and decreases anxiety in parallel with activating brain mitochondria biogenesis inmid-age mice // Neuroscience Research. 2016. V. 113. P. 19–27. DOI: 10.1016/j.neures.2016.07.006.Gureev A.P., Syromyatnikov M. Yu., Gorbacheva T.M., Starkov A.A. et al. Methylene blue improves sensorimotor phenotype and decreases anxiety in parallel with activating brain mitochondria biogenesis inmid-age mice // Neuroscience Research. 2016. vol. 113. pp. 19–27. DOI: 10.1016/j.neures.2016.07.006.Harper J.C., Brozik S.M., Brinker C.J., Kaehr B. Biocompatible Microfabrication of 3D Isolation Chambers for Targeted Confinement of Individual Cells and Their Progeny // Anal. Chem. 2012. V. 84. № 21. P. 8985–8989 DOI: 10.1021/ac301816c.Harper J.C., Brozik S.M., Brinker C.J., Kaehr B. Biocompatible Microfabrication of 3D Isolation Chambers for Targeted Confinement of Individual Cells and Their Progeny. Anal. Chem. 2012. vol. 84. no. 21. pp. 8985–8989. DOI: 10.1021/ac301816c.Hochgr?fe K., Sydow A., Matenia D., Cadinu D. et al. Preventive methylene blue treatment preserves cognition in mice expressing full-length pro-aggregant human Tau //ActaNeuropathol. Commun. 2015. P. 1–22. DOI: 10.1186/s40478–015–0204–4.Hochgr?fe K., Sydow A., Matenia D., Cadinu D. et al. Preventive methylene blue treatment preserves cognition in mice expressing full-length pro-aggregant human Tau. ActaNeuropathol. Commun. 2015. pp. 1–22. DOI: 10.1186/s40478–015–0204–4.Lejoy A., Arpita R., Krishna B., Venkatesh N. Methylene Blue as a Diagnostic Aid in the Early Detection of Potentially Malignant and Malignant Lesions of Oral Mucosa // Ethiop. J. Health. Sci. 2016. V. 26. № 3. P. 201–208.Lejoy A., Arpita R., Krishna B., Venkatesh N. Methylene Blue as a Diagnostic Aid in the Early Detection of Potentially Malignant and Malignant Lesions of Oral Mucosa. Ethiop. J. Health. Sci. 2016. vol. 26. no. 3. pp. 201–208.McDevitt J., Weigum S.E., Floriano P.N., Christodoulides N. et al. A new bio-nanochip sensor aids oral cancer detection // SPIE Newsroom. 2011. P. 1–5. DOI:10.1117/2.1201102.003547.McDevitt J., Weigum S.E., Floriano P.N., Christodoulides N. et al. A new bio-nanochip sensor aids oral cancer detection. SPIE Newsroom. 2011. pp. 1–5. DOI:10.1117/2.1201102.003547.Medina D.X., Caccamo A., Oddo S. Methylene blue reduces (? levels and rescues early cognitive deficit by increasing proteasome activity // Brain Pathol. 2011. V. 21. № 2. P. 140–149. DOI: 10.1111/j. 1750–3639.2010.00430.x.Medina D.X., Caccamo A., Oddo S. Methylene blue reduces (? levels and rescues early cognitive deficit by increasing proteasome activity. Brain Pathol. 2011. vol. 21. no. 2. pp. 140–149. DOI: 10.1111/j. 1750–3639.2010.00430.x.Rayner B.S., Duong T.T., Myers S.J., Witting P.K. Protective effect of a synthetic anti-oxidant on neuronal cell apoptosis resulting from experimental hypoxia re-oxygenation injury // J. Neurochem. 2006. V. 97. № 1. P. 211–221. DOI: 10.1111/j. 1471–4159.2006.03726.x.Rayner B.S., Duong T.T., Myers S.J., Witting P.K. Protective effect of a synthetic anti-oxidant on neuronal cell apoptosis resulting from experimental hypoxia re-oxygenation injury. J. Neurochem. 2006. vol.97. no. 1. pp. 211–221. DOI: 10.1111/j. 1471–4159.2006.03726.x.Riaz A., Shreedhar B., Kamboj M., Natarajan S. Methylene blue as an early diagnostic marker for oral precancer and cancer //Springerplus. 2013. V.2. № 1. P. 95.Riaz A., Shreedhar B., Kamboj M., Natarajan S. Methylene blue as an early diagnostic marker for oral precancer and cancer. Springerplus. 2013. vol.2. no. 1. pp. 95.Rodriguez P., Zhao J., Milman B., Tiwari Y.V. et al. Methylene blue and normobaric hyperoxia combination therapy in experimental ischemic stroke // Brain and Behavior. 2016. V. 6. № 7. P. 1–10. DOI: 10.1002/brb3.478.Rodriguez P., Zhao J., Milman B., Tiwari Y.V. et al. Methylene blue and normobarichyperoxia combination therapy in experimental ischemic stroke. Brain and Behavior. 2016. vol. 6. no.  7. pp. 1–10. DOI: 10.1002/brb3.478.Rojas J.C., Bruchey A.K., Gonzalez-Lima F. Neurometabolic mechanisms for memory enhancement and neuroprotection of methylene blue //Prog. Neurobiol. 2012. № 96 (1). P. 32–45. DOI: 10.1016/j.pneurobio.2011.10.007.Rojas J.C., Bruchey A.K., Gonzalez-Lima F. Neurometabolic mechanisms for memory enhancement and neuroprotection of methylene blue. Prog. Neurobiol. 2012. no.  96 (1). pp. 32–45. DOI: 10.1016/j.pneurobio.2011.10.007.Xiong Z.M., Choi J.Y., Wang K., Zhang H. et al. Methylene blue alleviates nuclear and mitochondrial abnormalities in progeria // Aging Cell. 2016. V. 15. № 2. P. 279–290. DOI: 10.1111/acel.12434.Xiong Z.M., Choi J.Y., Wang K., Zhang H. et al. Methylene blue alleviates nuclear and mitochondrial abnormalities in progeria. Aging Cell. 2016. vol. 15. no.  2. pp. 279–290. DOI: 10.1111/acel.12434.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.