24 жовтня 2025 року в Інституті біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України відбулося чергове засідання загальноакадемічного міждисциплінарного семінару в галузі природничих наук «Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біології». Із доповіддю «Неорганічні оксидні нанокомпозити на основі церій діоксиду з вираженою біоактивністю для біомедичного використання» виступила старша наукова співробітниця відділу хімії твердого тіла Інституту загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України кандидатка хімічних наук Юлія Шлапа.
У своєму вступному слові керівник семінару, заступник директора з наукової роботи Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, завідувач відділу біохімії м’язів цього Інституту академік НАН України Сергій Костерін розповів учасникам засідання, що наукові інтереси доповідачки стосуються розроблення мультифункціональних композиційних наноматеріалів із вираженою біологічною активністю (антиоксидантною, радіопротекторною дією тощо). Йдеться, наприклад, про синтез нанорозмірних магнітних оксидних матеріалів і композиційних структур на їхній основі, дослідження їхньої морфології, фізико-хімічних властивостей для потенційного використання в медицині (наприклад, синтез і дослідження неорганічних наночастинок, перспективних для лікування нейродегенеративних захворювань).
Далі з міждисциплінарною науковою доповіддю виступила кандидатка хімічних наук Юлія Шлапа. Вона підкреслила, що сучасні досягнення у сфері нанотехнологій відкривають нові перспективи для розроблення високоефективних функціональних матеріалів для біомедичних застосувань. Особливу увагу науковців сьогодні привертають неорганічні наноматеріали з вираженою антиоксидантною дією, здатні ефективно нейтралізувати активні форми кисню (АФК), що спричиняють оксидативний стрес і відіграють ключову роль у розвитку широкого спектру патологічних станів – від онкологічних до нейродегенеративних захворювань або навіть ушкоджень, спричинених радіаційним опроміненням. У цьому аспекті одним із перспективних наноматеріалів є нанорозмірний церій діоксид (СеО2), який завдяки своїй здатності легко змінювати ступінь окиснення церію між Се3+ та Се4+ може проявляти біоактивність, зокрема антиоксидантні властивості. Однак, як підкреслила доповідачка, часто для забезпечення ефективної та комплексної терапевтичної дії необхідно розробляти багатофункціональні матеріали, які поєднуватимуть у собі антиоксидантні, сорбційні, каталітичні й інші корисні властивості. Одним із можливих шляхів поєднання кількох цінних властивостей в одному матеріалі є створення композиційних наноматеріалів, які складаються з двох чи більше компонентів. Серед переваг такого підходу можна виокремити:
1) можливість поєднання кількох функціональних властивостей одному нанокомпозиті;
2) підвищення хімічної та колоїдної стабільності компонентів;
3) виникнення синергетичних взаємодій, які приведуть до появи нових або підвищення ефективності вже наявних властивостей тощо.
Тому авторське дослідження, результатами якого науковиця поділилась у лекції, було спрямоване на розроблення композиційних наноматеріалів на основі церій діоксиду, які завдяки синергетичним взаємодіям між компонентами демонструють підвищену функціональність, порівняно з індивідуальними наночастинками.
У доповіді йшлося переважно про вуглецеві нанокомпозити С@CeO2 (демонструють нові механізми біоактивності) і магнітні нанокомпозити Fe3O4@CeO2 (поєднують біоактивність і здатність до контрольованого нагріву в змінному магнітному полі).
У підсумку виконаних Юлією Шлапою досліджень розроблено нові типи неорганічних оксидних нанокомпозитів, які поєднують псевдоензиматичну й антиамілоїдну дію із сорбційними або магнітними властивостями. Вперше продемонстровано вплив окисно-відновних взаємодії на межі фаз компонентів у нанокомпозитах на основі СеО2 на їхню біологічну активність. Доведено можливість контролювати морфологію та фізико-хімічні параметри нанокомпозитів за допомогою умов синтезу. Нарешті, запропоновано механізми підвищеної біокаталітичної дії нанокомпозитів на основі СеО2, які можуть лягти в основу створення нових терапевтичних агентів із вираженою антиоксидантною дією.
Із запитаннями до доповідачки і в обговоренні доповіді виступили, зокрема:
- провідний науковий співробітник відділу біохімії м’язів Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України доктор біологічних наук Юрій Данилович;
- директор Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, радник Президії НАН України академік НАН України Сергій Комісаренко;
- керівник загальноакадемічного міждисциплінарного семінару в галузі природничих наук «Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біології», заступник директора з наукової роботи Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, завідувач відділу біохімії м’язів цього Інституту академік НАН України Сергій Костерін;
- завідувачка кафедри біохімії та медичної хімії Дніпровського державного медичного університету докторка біологічних наук, доцентка Ганна Маслак;
- завідувач кафедри молекулярної і медичної біофізики Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна доктор фізико-математичних наук, доцент Володимир Берест;
- провідна наукова співробітниця відділу науково-інформаційних та інноваційних досліджень Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України доктор біологічних наук, професор Ольга Матишевська,
- завідувачка відділу сигнальних механізмів клітини Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України доктор біологічних наук, професор Людмила Дробот.
У своєму прикінцевому виступі керівник семінару академік НАН України Сергій Костерін кандидатці хімічних наук Юлії Шлапі за цікаву міждисциплінарну доповідь на перетині нанобіотехнології, неорганічної хімії, біофізичної хімії та біомедицини, яка надзвичайно зацікавила аудиторію та супроводжувалася жвавою дискусією.
Фінальним акордом засідання вже традиційно став класичний музичний твір – один із Шопеновим ноктюрнів (твір 48, №1, до-мінор) – у виконанні студента Національної музичної академії України Кирила Кадуріна.
P.S. Наступне засідання семінару заплановано на листопад цього року.
За інформацією Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України
Авторка фото – кандидатка біологічних наук Майя Григор’єва
(Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України)
