Carrito
Penetración de Fullerene C60 en células leucémicas Humanas y sus efectos citotóxicos fotoinducidos
D. Franskevych, K. Palyvoda, D. Petukhov, S. Prylutska, I. Grynyuk, C. Schuetze, L. Drobot, O. Matyshevska y U. Ritter
Nanoscale Research Letters (2017)
Resumen:
Se sugiere que Fullerene C60 como representante de los nanocompuestos de carbono es un agente prometedor para la aplicación en terapia fotodinámica debido a sus propiedades fisicoquímicas únicas. El objetivo de este estudio fue estimar la acumulación de fullereno C60 en las células leucémicas e investigar su efecto fototóxico en las células leucémicas parentales y resistentes a cisplatino. En los experimentos se utilizó una solución coloidal de agua homogénea y estable de prístina C60 con un diámetro promedio de 50 nm de nanopartículas. La C60 marcada fluorescente se sintetizó mediante conjugación covalente de C60 con isotiocianato de rodamina B. Los resultados de la microscopía confocal mostraron que las células Jurkat leucémicas podían captar de forma efectiva fullereno C60 del medio. Se utilizó una lámpara de diodo emisor de luz (100 mW cm − 2, λ = 420–700 nm) para la excitación del C60 acumulado. Se detectó una disminución de la viabilidad dependiente del tiempo cuando las células Jurkat leucémicas se expusieron a un tratamiento combinado con C60 y luz visible. El efecto citotóxico de C60 fotoexcitado fue comparable con el inducido por el H2O2, ya que ambos agentes causaron una disminución del 50% de la viabilidad celular a las 24 h en concentraciones de aproximadamente 50 μM. Usando el análisis de inmunotransferencia, se estimaron los niveles de proteína fosfotirosina en las células.
La acción combinada de C60 y la luz visible fue seguida por una disminución de la fosforilación de las proteínas celulares en los residuos de tirosina, aunque menos intensiva en comparación con la inducida por la estauroesporina, inhibidor de la proteína de la tirosina quinasa o H2O2. Todos los agentes probados redujeron la fosforilación de las proteínas de 55, 70 y 90 kDa, mientras que la supresión total de la fosforilación de la proteína de 26 kDa fue específica solo para el C60 fotoexcitado.
El efecto citotóxico de C60 en combinación con la irradiación de luz visible se demostró también en células L1210 leucémicas, tanto sensibles como resistentes al cisplatino. Se demostró que el valor relativo del potencial de membrana mitocondrial medido con la sonda de perclorato de éster etílico de tetrametilrodamina (TMRE) fue menor en las células resistentes en comparación con las células sensibles y la caída del potencial mitocondrial correspondió a una mayor disminución de la viabilidad celular resistente después de la fotoexcitación C60. Los datos obtenidos permiten sugerir que el tratamiento fotodinámico mediado por C60 es un candidato para el restablecimiento de la sensibilidad de las células leucémicas resistentes a los fármacos a la inducción de la forma mitocondrial de apoptosis.
Conclusión:
En este estudio, se utilizó una solución de coloide en agua homogénea y estable de fullereno C60 en experimentos para estimar la fotocitotoxicidad de C60 en células leucémicas.
El conjugado C60-RITC se sintetizó para controlar la entrada de C60 en células leucémicas mediante microscopía confocal. Las células leucémicas de Jurkat podrían captar fullereno C60 del medio y retener las nanopartículas acumuladas durante 18 h. El tratamiento combinado con C60 y luz visible es seguido por una disminución dependiente del tiempo de la viabilidad de las células Jurkat.
La inhibición de la fosforilación de la proteína tirosina podría ser uno de los mecanismos de la realización de efectos fotocitotóxicos C60. El efecto fotodinámico mediado por C60 también se demostró en células L1210 leucémicas sensibles y resistentes al cisplatino. La disminución de la viabilidad celular resistente a los fármacos después de la fotoexcitación con C60 correspondió a una caída significativa del potencial mitocondrial.
Los datos obtenidos permiten sugerir que el tratamiento fotodinámico con C60 podría ser una estrategia potencial para restablecer la sensibilidad de las células leucémicas resistentes a los fármacos a la inducción de la forma mitocondrial de apoptosis.
Análisis del estudio
Además de las conclusiones del estudio, no se pueden subestimar las implicaciones del tratamiento fotodinámico del fullereno C60 sobre las células leucémicas, especialmente las resistentes al cisplatino. El potencial de este nanocompuesto de carbono, con sus excepcionales propiedades fisicoquímicas, para lograr avances significativos en la terapia del cáncer es considerable. El hecho de que el efecto citotóxico del C60 se ponga en marcha con la fotoexcitación, provocando una disminución significativa de la viabilidad celular, es una prueba convincente de una nueva forma de combatir la leucemia.
Además, el efecto de la terapia fotodinámica mediada por el C60 sobre la fosforilación de la tirosina proteica revela una intrigante vía de exploración. La posibilidad de que el fullereno C60 inhiba esta función celular esencial puede dilucidar los mecanismos que subyacen a los efectos citotóxicos del compuesto. La correlación entre este efecto y la disminución de la viabilidad celular requiere más investigación sobre los entresijos de la interacción del C60 con las proteínas celulares.
En conjunto, este estudio pionero sobre el fullereno C60 introduce nuevos horizontes para la terapia fotodinámica, ofreciendo una luz de esperanza para el tratamiento de la leucemia y cambiando potencialmente la trayectoria de la investigación oncológica. Cabe destacar que el tratamiento fotodinámico con C60 resulta prometedor para resensibilizar las células leucémicas resistentes a los fármacos, reavivando su susceptibilidad a la inducción de la apoptosis a través de vías mitocondriales. Se trata de un área crítica de la investigación en terapia del cáncer que exige una mayor investigación.
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