Завантажити повний текст у PDF

Bura M, Vantsura V, Shalai Y, Mandzynets S, Mitina N, Zaichenko O. Morphometric and ANOVA analysis of the loach embryo parameters under the PEG-carrier influence. Bìol Tvarin. 2025; 27 (4): 22–29. DOI: 10.15407/animbiol27.04.022.
https://doi.org/10.15407/animbiol27.04.022
Received 01.07.2025 ▪ Revision 10.11.2025 ▪ Accepted 19.11.2025 ▪ Published online 16.02.2026

Морфометричний та дисперсійний аналіз параметрів ембріона в’юна за впливу ПЕГ-носія

М. Бура¹, В. Ванцура¹, Я. Шалай¹, С. Мандзинець², Н. Мітіна³, О. Заіченко³
Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

¹Львівський національний університет імені Івана Франка, вул. Грушевського, 4, м. Львів, 79005, Україна
²Приватний підприємець «Мандзинець Світлана Михайлівна», вул. Ужгородська, 14, м. Львів, 79034, Україна
³Національний університет «Львівська політехніка», пл. Св. Юра, 9, м. Львів, 79013, Україна

У біомедицині ПЕГ-матеріали демонструють значний позитивний перспективний потенціал як системи доставки ліків, у загоєнні ран і тканинній інженерії. Відомо, що комплекс поліетиленгліколю та похідної тіазолу продемонстрував високу цитотоксичність проти різних ліній пухлинних клітин, як-от меланома, гліобластома, гепатокарцинома та лейкемія. Однак також заслуговують уваги дослідження впливу наноносіїв на такі чутливі тест-системи, як зародки холоднокровних. Наші дослідження на ембріонах в’юна встановили: 10 мкмоль/л ПЕГ-носія ініціювало позитивні достовірні зміни виживання зародків та передличинок в’юна, тоді як 100 мкмоль/л призводить до набряку ембріонів. Метою роботи було ідентифікувати морфометричні параметри ембріонів холоднокровних на ранніх стадіях розвитку та аналіз їх змін під дією ПЕГ-носія за допомогою дисперсійного аналізу (ANOVA). Найінформативнішими параметрами були відносна площа та діаметр ікри, бластомерів, зародків і жовтка. ПЕГ-носій у концентрації 10 мкмоль/л не виявляє ембріотоксичних властивостей і навіть позитивно впливає на виживання зародків. Достовірне збільшення відносної площі та діаметру бластомерів та ембріонів (ікри, зародка, жовтка) спостерігали лише за впливу 100 мкмоль/л носія. Частка впливу mPEG-полімеру на морфометричні зміни ембріонів була значною (58.0–80.0 %) на 3-й та 6-й годинах розвитку, за винятком площі ікри/жовтка. Двофакторний аналіз підтвердив, що зміни відносної площі та діаметру ікри, зародка, жовтка та бластомерів в’юна достовірно обумовлені додаванням в середовище mPEG-полімеру (51.3 %, P≤0.05), і не залежать від чинника часу розвитку. Як відомо, збільшення розмірів зародкових клітин та ембріонів свідчить про ембріотоксичні властивості речовин, що потенційно веде до загибелі. Отже, ПЕГ-модифікація покращує біосумісність наноматеріалів та може значно зменшити токсичність активних компонентів. Однак застосування mPEG-полімеру вимагає суворого контролю концентрації, структури та режиму застосування через чітку дозозалежну токсичність, потенційні імунні відповіді та проблеми з біодеградацією.

Ключові слова: морфометричні параметри, в’юн, зародок, поліетиленгліколь, полімерний носій, дисперсійний аналіз

1. Arakawa T, Kanno Y, Akiyama N, Kitano T, Nakatsuji N, Nakatsuji T. Stages of embryonic development of the ice goby (shirouo), Leucopsarion petersii. Zool Sci. 1999; 16 (5): 761–773. DOI: 10.2108/zsj.16.761.
2. Avgoustakis K, Beletsi A, Panagi Z, Klepetsanis P, Livaniou E, Evangelatos G, Ithakissios DS. Effect of copolymer composition on the physicochemical characteristics, in vitro stability, and biodistribution of PLGA-mPEG Int J Pharm. 2003; 259 (1–2): 115–127. DOI: 10.1016/S0378-5173(03)00224-2.
3. Bagday A, Zdvizhkov Y, Mandzynets S, Bura M. Morphological aspects of influence of newly synthesized polymers on the development of loach embryos and larvae during early em Visnyk Lviv Univer Biol Ser. 2014; 68: 69–78. Available at: http://publications.lnu.edu.ua/bulletins/index.php/biology/article/view/4503/4541 (in Ukrainian)
4. Bardallo RG, Company-Marin I, Folch-Puy E, Roselló-Catafau J, Panisello-Rosello A, Carbonell T. PEG35 and glutathione improve mitochondrial function and reduce oxidative stress in cold fatty liver graft preservation. Antioxidants. 2022; 11 (1): 158. DOI: 10.3390/antiox11010158.
5. Bura M, Hohol O, Shalai Y, Batyuk L, Mandzynets S, Zaichenko O. Analysis of survival and morphometric parameters of loach embryos and prelarvae under the action of the polyethyleneglycol derivative polymeric nanocarrier. Stud Biol. 2024; 18 (2): 67–80. DOI: 10.30970/sbi.1802.764.
6. Chen JT, Sun HQ, Wang WL, Xu WM, He Q, Shen S, Qian J, Gao HL. Polyethylene glycol modification decreases the cardiac toxicity of carbonaceous dots in mouse and zebrafish models. Acta Pharmacol Sinica. 2015; 36 (11): 1349–1355. DOI: 10.1038/aps.2015.100.
7. Clarysse M, Accarie A, Panisello-Roselló A, Farré R, Canovai E, Monbaliu D, De Hertogh G, Vanuytsel T, Pirenne J, Ceulemans LJ. Intravenous polyethylene glycol alleviates intestinal ischemia-reperfusion injury in a rodent model. Int J Mol Sci. 2023; 24 (13): DOI: 10.3390/ijms241310775.
8. Dias AP, da Silva Santos S, da Silva JV, Parise-Filho R, Igne Ferreira E, Seoud OE, Giarolla J. Dendrimers in the context of nanomedicine. Int J Pharm. 2020; 573: 118814. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2019.118814.
9. Dijkstra K, Hofmeijer J, van Gils SA, van Putten MJ. A biophysical model for cytotoxic cell swelling. J Neurosci. 2016; 36 (47): 11881– DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1934-16.2016.
10. Ding J, Zhang H, Dai T, Gao X, Yin Z, Wang Q, Long M, Tan S. TPGS-b-PBAE copolymer-based polyplex nanoparticles for gene delivery and transfection in vivo and in vitro. Pharmaceutics. 2024; 16 (2): 213. DOI: 10.3390/pharmaceutics16020213.
11. D’souza AA, Shegokar R. Polyethylene glycol (PEG): A versatile polymer for pharmaceutical applications. Expert Opin Drug Deliv. 2016; 13 (9): 1257–1275. DOI: 10.1080/17425247.2016.1182485.
12. Finiuk NS, Klyuchivska OY, Ivasechko II, Mitina NE, Ostapiuk YV, Obushak MD, Zaichenko OS, Babsky AM, Stoika RS. Effect of a novel thiazole derivative and its complex with a polymeric carrier on stability of DNA in human breast cancer cells. Ukr Biochem J. 2021; 93 (2): 39–51. DOI: 10.15407/ubj93.02.039.
13. Finiuk NS, Popovych MV, Shalai YR, Mandzynets SM, Hreniuh VP, Ostapiuk YV, Obushak MD, Mitina NE, Zaichenko OS, Stoika RS, Babsky AM. Antineoplastic activity in vitro of 2-amino-5-benzylthiasol derivative in the complex with nanoscale polymeric carriers. Cytol Gen. 2021; 55 (1): 19–27. DOI: 10.3103/S0095452721010084.
14. Fitzgerald DM, Zhang H, Bordeianu C, Colson YL, Grinstaff MW. Synthesis of polyethylene glycol-poly(glycerol carbonate) block copolymeric micelles as surfactant-free drug delivery systems. ACS Macro Lett. 2023; 12 (7): 974–979. DOI: 10.1021/acsmacrolett.3c00275.
15. Fu Y, Ding Y, Zhang L, Zhang Y, Liu J, Yu P. Poly ethylene glycol (PEG)-related controllable and sustainable antidiabetic drug delivery systems. Eur J Med Chem. 2021; 217: 113372. DOI: 10.1016/j.ejmech.2021.113372.
16. Fujimoto T, Kataoka T, Otani S, Saito T, Aita T, Yamaha E, Arai K. Embryonic stages from cleavage to gastrula in the loach Misgurnus anguillicaudatus. Zool Sci. 2004; 21 (7): 747–755. DOI: 10.2108/21.747.
17. Fujimoto T, Kataoka T, Sakao S, Saito T, Yamaha E, Arai K. Developmental stages and germ cell lineage of the loach (Misgurnus anguillicaudatus). Zool Sci. 2006; 23 (11): 977–989. DOI: 10.2108/zsj.23.977.
18. Garasym NP, Kotsyumbas GI, Zyn AR, Bishko-Moskalyuk OI, Sanahursky DI. Oxidative stress in warm-blooded and cold-blooded animals under the action of histamine and after its oxidation with sodium hypochlorite. An electronic monograph. Lviv, Ivan Franko National University of Lviv, 2024: 357 p. Available at: https://bioweb.lnu.edu.ua/wp-content/uploads/2017/11/Harasym2024.pdf (in Ukrainian)
19. Glantz SA. Primer of Biostatistics. 7^th New York, McGraw-Hill/Health Professions Division, 2012: 327 p. Available at: https://books.google.com.cu/books?id=EuBdBAAAQBAJ
20. Goyda OA. Biophysical Aspects of Animal Early Ontogenesis. A monograph. Kyiv, Naukova dumka, 1993: 224 p.
21. Hollert H, Keiter SH. Danio rerio as a model in aquatic toxicology and sediment research. Environ Sci Pollut Res. 2015; 22: 16243–16246. DOI: 10.1007/s11356-015-5362-1.
22. Ibrahim M, Ramadan E, Elsadek NE, Emam SE, Shimizu T, Ando H, Ishima Y, Elgarhy OH, Sarhan HA, Hussein AK, Ishida T. Polyethylene glycol (PEG): The nature, immunogenicity, and role in the hypersensitivity of PEGylated products. J Control Release. 2022; 351: 215–230. DOI: 10.1016/j.jconrel.2022.09.031.
23. Iwamatsu T. Stages of normal development in the medaka Oryzias latipes. Mech Dev. 2004; 121 (7–8): 605–618. DOI: 10.1016/j.mod.2004.03.012.
24. Jahani A, Nassira H. Polyethylene glycol-based materials: Transformative applications in biomedicine and the food industry. Materials Chem Horizons. 2025; 3 (4): 1074. DOI: 10.61186/MCH.2025.1074.
25. Jang GH, Hwang MP, Kim SY, Jang HS, Lee KH. A systematic in vivo toxicity evaluation of nanophosphor particles via zebrafish models. Biomaterials. 2014; 35 (1): 440–449. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2013.09.054.
26. Kabashi E, Brustein E, Champagne N, Drapeau P. Zebrafish models for the functional genomics of neurogenetic disorders. Biochim Biophys Acta. 2011; 1812 (3): 335–345. DOI: 10.1016/j.bbadis.2010.09.011.
27. Kim J, Kang Y, Tzeng SY, Green JJ. Synthesis and application of poly(ethylene glycol)-co-poly(β-amino ester) copolymers for small cell lung cancer gene therapy. Acta Biomater. 2016; 41: 293–301. DOI: 10.1016/j.actbio.2016.05.040.
28. Li J, Ma S. Survival Analysis in Medicine and Genetics. 1^st CRC Press, 2013: 381 p. eISBN 978-042-908-62-05. DOI: 10.1201/b14978.
29. Mitina NY, Riabtseva AO, Garamus VM, Lesyk RB, Volyanyuk KA, Izhyk OM, Zaichenko OS. Morphology of the micelles formed by a comb-like PEG-containing copolymer loaded with antitumor substances with different water solubilities. Ukr J Physics. 2020: 65 (8): 670. DOI: 10.15407/ujpe65.8.670.
30. Nigro L, Magni S, Ortenzi MA, Gazzotti S, Signorini SG, Sbarberi R, Della Torre C, Binelli A. Assessment of behavioural effects of three water-soluble polymers in zebrafish embryos. Sci Total Environ. 2023; 893:164843. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.164843.
31. Nilsson F, Elf P, Capezza A, Wei X, Tsegaye B, Polisetti V, Svagan AJ, Hedenqvist M. Environmental concerns on water-soluble and biodegradable plastics and their applications — A review. Sci Total Environ. 2025; 958: 177926. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.177926.
32. Omeliukh B, Shalai Y, Bura M, Ilkiv M, Ostapiuk Y, Mitina N, Zaichenko O, Babsky A. Activity of antioxidant enzymes in hepatocytes of mice with lymphoma under the action of thiazole derivative in complex with polymeric nanocarrier. Bìol. Tvarin. 2023; 25 (3): 3–7. DOI: 10.15407/animbiol25.03.003.
33. Panisello Rosello A, Teixeira da Silva R, Castro C, G Bardallo R, Calvo M, Folch-Puy E, Carbonell T, Palmeira C, Roselló Catafau J, Adam R. Polyethylene glycol 35 as a perfusate additive for mitochondrial and glycocalyx protection in hope liver preservation. Int J Mol Sci. 2020; 21 (16): 5703. DOI: 10.3390/ijms21165703.
34. Pasut G, Panisello A, Folch-Puy E, Lopez A, Castro-Benítez C, Calvo M, Carbonell T, García-Gil A, Adam R, Roselló-Catafau J. Polyethylene glycols: An effective strategy for limiting liver ischemia reperfusion injury. World J Gastroenterol. 2016; 22 (28): 6501–6508. DOI: 10.3748/wjg.v22.i28.6501.
35. Patel S, Barnett JM, Kim SJ. Retinal toxicity of intravitreal Polyethylene Glycol 400. J Ocul Pharmacol Ther. 2016; 32 (2): 97–101. DOI: 10.1089/jop.2015.0069.
36. Razzaque MA, Xu X, Han M, Badami A, Akhter SA. Inhibition of postinfarction ventricular remodeling by high molecular weight polyethylene glycol. J Surg Res. 2018; 232: 171–178. DOI: 10.1016/j.jss.2018.05.035.
37. Ruan S, Wan J, Fu Y, Han K, Li X, Chen J, Zhang Q, Shen S, He Q, Gao H. PEGylated fluorescent carbon nanoparticles for noninvasive heart imaging. Bioconjug Chem. 2014; 25 (6): 1061–1068. DOI: 10.1021/bc5001627.
38. Sanchez Armengol ES, Unterweger A, Laffleur F. PEGylated drug delivery systems in the pharmaceutical field: past, present and future perspective. Drug Dev Ind Pharm. 2022; 48 (4): 129–139. DOI: 1080/03639045.2022.2101062.
39. Shi D, Beasock D, Fessler A, Szebeni J, Ljubimova JY, Afonin KA, Dobrovolskaia MA. To PEGylate or not to PEGylate: Immunological properties of nanomedicine’s most popular component, polyethylene glycol and its alternatives. Adv Drug Deliv Rev. 2022; 180: 114079. DOI: 10.1016/j.addr.2021.114079.
40. State Standard of Ukraine 4074-2001. Water quality — Determination of the acute lethal toxicity of substances to a freshwater fish [Brachydanio rerio Hamilton-Buchanan (Teleostei, Cyrinidae)] static method (ISO 7346-1:1996, MOD). (in Ukrainian)
41. Verma VS, Pandey A, Jha AK, Badwaik HKR, Alexander A, Aja Polyethylene glycol-based polymer-drug conjugates: novel design and synthesis strategies for enhanced therapeutic efficacy and targeted drug delivery. Appl Biochem Biotechnol. 2024; 196 (10): 7325–7361. DOI: 10.1007/s12010-024-04895-6.
42. Xu X, Philip JL, Razzaque MA, Lloyd JW, Muller CM, Akhter SA. High-molecular-weight polyethylene glycol inhibits myocardial ischemia–reperfusion injury in vivo. J Thorac Cardiovasc Surg. 2015; 149 (2): 588–593. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2014.10.074.
43. Yin L, Pang Y, Shan L, Gu J. The in vivo pharmacokinetics of block copolymers containing polyethylene glycol used in nanocarrier drug delivery systems. Drug Metab Dispos. 2022; 50 (6): 827–836. DOI: 10.1124/dmd.121.000568.
44. Zdvizhkov Y, Bura M. Particular qualities of application of polyethylene glycol-based polymeric carrier for drug delivery to the goal target. Visnyk Lviv Univer Biol Ser. 2014; 64: 3–20. Available at: http://publications.lnu.edu.ua/bulletins/index.php/biology/article/view/8189/8145 (in Ukrainian)
45. Zhang D, Ji L, Yang Y, Weng J, Ma Y, Liu L, Ma W. Ceria nanoparticle systems alleviate degenerative changes in mouse postovulatory aging oocytes by reducing oxidative stress and improving mitochondrial functions. ACS Nano. 2024; 18 (21): 13618–13634. DOI: 10.1021/acsnano.4c00383.