Фотодинамічна дія барвника метиленового синього на клітини меланоми мишей
Анотація
Меланома — агресивна злоякісна пухлина, стійка до хіміо- та радіотерапії. Беручи до уваги те,що механізм фотодинамічного ушкодження відрізняється від механізму руйнування клітин протипухлинними препаратами або іонізуючою радіацією, видається цілком вірогідним припущення, що за допомогою фотодинамічної дії можна досягти пошкодження меланомних клітин.
Дослідження виконано на клітинах меланоми мишей (лінія В16F10). В якості фотосенсибілізатора (ФС) використано барвник метиленовий синій (МС) через його відому афінність до пігменту меланомних клітин — меланіну.
Встановлено, що клітини лінії B16F10 проявляють певну чутливість до фотодинамічного впливу з МС, але значно нижчу, ніж пухлинні клітини, що не мають фенотипу множинної лікарської резистентності (Т-клітинна лінія трансформованих лімфоцитів людини Jurkat). Показано, що фотодинамічну активність МС відносно меланомних клітин можна підвищити за допомогою наночастинок золота (НЧ Au) одного з двох видiв: НЧ Au, при синтезі яких в якості відновника тетрахлораурату використано цитрат натрію («цитратні»), або НЧ Au, при синтезі яких відновником слугував полоксамер плюронік F127 («плюронікові»). Створено нанокомпозитніФС на основіМС та нанорозмірного золота.
Застосування «цитратних» НЧ Au вдвічі підвищило кількість загиблих внаслідок лазерного опромінення меланомних клітин порівняно з вільним МС в тій же концентрації, що використана в композитному ФС. Композит МС з «плюроніковими» НЧ Au, навпаки, призводив до загибелі дещо меншої кількості опромінених свiтлом клітин порівняно з вільним МС. Це, очевидно, пояснюється частковим відновленням МС до безбарвної лейкоформи залишками плюроніку F127 в розчині НЧ Au після їх відмивання центрифугуванняим.
Перевірено також вплив природного полісахариду хітозану на фотодинамічну активність МС. Показано, що використаний разом з МС хітозан підвищує накопичення ФС в клітинах меланоми, що призводить до загибелі 96% опромінених клітин.
Таким чином, клітини меланоми мишей (клітинна лінія B16F10) проявляють певну чутливість до фото динамічного впливу з МС. Чутливість меланом них клітин до такого впливу значно нижча, ніж у пухлинних клітин, що не мають фенотипу множинної лікарської резистентності (Т-клітинна лінія трансформованих лімфоцитів людини Jurkat). Нанокомпозитний ФС на основі цитратних НЧAu та МС продемонстрував вдвічі вищу фото динамічну активність по відношенню до меланом них клітин порівняно з вільним МС в тій же концентрації. Природний полісахарид хітозан підвищив накопичення МС в клітинах меланоми, що дозволило отримати загибель 96% улітин, опромінених лазерним світлом з довжиною хвилі 658 нм.
Завантаження
Посилання
Alakhova D.Y. Pluronics and MDR reversal: An update / D.Y.Alakhova, A.V.Kabanov // Mol. Pharm. – 2014. – Vol. 11, № 8. – P. 2566-2578.
Bhattacharya R. Biological properties of «naked» metal nanoparticles / R.Bhattacharya, P.Mukherjee // Adv. Drug Deliv. Rev. – 2008. – Vol. 60. – P. 1289-1306.
Bombelli F.B. The scope of nanoparticle therapies for future metastatic melanoma treatment / F.B.Bombelli, C.A.Webster, M.Moncrieff, V.Sherwood // Lancet Oncol. – 2014. – Vol. 15, № 1. – P. e22-e32.
Camerin M. The in vivo efficacy of phthalocyaninenanoparticle conjugates for the photodynamic therapy of amelanotic melanoma / M.Camerin, M.Magaraggia, M.Soncin et al. // Eur. J. Cancer.- 2010. – Vol. 46, № 10. – P. 1910-1918.
Camerin M. Delivery of a hydrophobic phthalocyanine photosensitizer using PEGylated gold nanoparticle conjugates for the in vivo photodynamic therapy of amelanotic melanoma / M.Camerin, M.Moreno, M.J.Marín et al. // Photochem. Photobiol. Sci. – 2016. – Vol. 15, № 5. – P. 889-905.
Chang C.-J. In vitro and in vivo photosensitizing applications of Photofrin in malignant melanoma cells / C.-J.Chang, J.-S.Yu, F.-C.Wei // Chang Gung Med. J. – 2008. – Vol. 31, № 3. – P. 260-267.
Davids L.M. Combating melanoma: The use of photodynamic therapy as a novel, adjuvant therapeutic tool / L.M.Davids, B.Kleemann // Cancer Treat. Rev. – 2010. – Vol. 37, № 6. – P. 465-75.
Gamaleia N. F. Photodynamic activity of hematoporphyrin conjugates with gold nanoparticles : Experimentsinvitro / N.F.Gamaleia, E.D.Shishko, G.A.Dolinsky et al. // Exp. Oncol. – 2010. – Vol. 32, № 1. – P. 44-47.
Gorzelanny C. Specific interaction between chitosan and matrix metalloprotease 2 decreases the invasive activity of human melanoma cells / C.Gorzelanny, B.Pöppelmann, E.Strozyk et al. // Biomacromolecules. – 2007. – Vol. 8, № 10. – P. 3035-3040.
Huang X. Gold nanoparticles: Optical properties and implementations in cancer diagnosis and photothermal therapy / X.Huang, M.El-Sayed // J. Adv. Res. – 2010. – Vol. 1, № 1. – P. 13-28.
Jain P.K. Au nanoparticles target cancer / P.K.Jain, I.H.El-Sayed, M.A.El-Sayed // Nano Today. – 2007. – Vol. 2, № 1. – P. 18-29.
Kawczyk-Krupka A. Photodynamic therapy in treatment of cutaneous and choroidal melanoma / A.Kawczyk-Krupka, A.M.Bugaj, W.Latos et al. // Photodiagnosis Photodyn. Ther. – 2013. – Vol. 10, № 4. – P. 503-509.
Link E.M. Targeting melanoma with 211At/31Jmethylene blue. Preclinical and clinical experience // Hybridoma. – 1999. – Vol.1 8, № 1. – P. 77-82.
Link E. M. Uptake and therapeutic effectiveness of 125I- and 211At-methylene blue for pigmented melanoma in an animal model system / E.M.Link, I.Brown, R.N.Carpenter, J.S.Mitchell // Cancer Res. – 1989. – Vol. 49, № 15. – P. 4332-4337.
Mbakidi J.P. Hydrophilic chlorin-conjugated magnetic nanoparticles — potential anticancer agent for the treatment of melanoma by PDT / J.P.Mbakidi, N.Drogat, R.Granet et al. // Bioorg. Med. Chem. Lett. – 2013. – Vol. 23, № 9. – P. 2486-2490.
Muanprasat C. Chitosan oligosaccharide: biological activities and potential therapeutic applications / C.Muanprasat, V.Chatsudthipong // Pharmacol. Ther. – 2017. – Vol. 170. – P. 80-97.
Razzaq H. Interaction of gold nanoparticles with free radicals and their role in enhancing the scavenging activity of ascorbic acid / H.Razzaq, F.Saira, A.Yaqub et al. // J. Photochem. Photobiol. B Biol. – 2016. – Vol. 161. – P. 266-272.
Rigon R.B. Nanotechnology-based drug delivery systems for melanoma antitumoral therapy: A review / R.B.Rigon, M.H.Oyafuso, A.T.Fujimura et al. // Biomed Res. Int. – 2015. – Article ID 841817, 22 p.; http://dx.doi.org/10.1155/2015/841817.
Schmidt T.F. Binding of methylene blue onto Langmuir monolayers representing cell membranes may explain its efficiency as photosensitizer in photodynamic therapy / T.F.Schmidt, L.Caseli, O.N.Oliveira, R.Itri // Langmuir. – 2015. – Vol. 31, № 14. – P. 4205-4212.
Simon T. LED-activated methylene blueloaded Pluronic-nanogold hybrids for in vitro photodynamic therapy / T.Simon, S.Boca-Farcau, A.-M.Gabudean et al. // J. Biophotonics. – 2013. – Vol. 6, № 11-12. – P. 950-959.
Singh B. Updates in therapy for advanced melanoma / B.Singh, A.Salama // Cancers (Basel). – 2016. – Vol. 8, № 1. – P. 17.
Sobal G. Radioiodinated methylene blue – a promising agent for melanoma scintigraphy: Labelling, stability and in vitro uptake by melanoma cells / G.Sobal, M.Rodrigues, H.Sinzinger // Anticancer Res. – 2008. – Vol. 28, № 6A. – P. 3691-3693.
Tardivo J.P. Methylene blue in photodynamic therapy: from basic mechanisms to clinical applications / J.P.Tardivo, A. Del Giglio, C.S. de Oliveira et al. // Photodiagnosis Photodyn. Ther. – 2005. – Vol. 2, № 3. – P. 175-191.
Verdier M. Photodynamic treatment induces cell death by apoptosis or autophagy depending on the melanin content in two B16 melanoma cell lines / M.Verdier, S.Bellaton, T.Naves et al. // Oncol. Rep. – 2012. – Vol. 29, № 3. – P. 1196-200.
