Winkelwagen
Penetratie van C60 fullerenen in menselijke leukemiecellen en hun foto-geïnduceerde cytotoxische effecten
D. Franskevych, K. Palyvoda, D. Petukhov, S. Prylutska, I. Grynyuk, C. Schuetze, L. Drobot, O. Matyshevska en U. Ritter
Nanoscale Research Letters (2017)
Samenvatting:
C60 fullereen als vertegenwoordiger van koolstofnanocompounds wordt beschouwd als een veelbelovend middel voor toepassing in fotodynamische therapie vanwege zijn unieke fysisch-chemische eigenschappen. Het doel van deze studie was de accumulatie van C60 fullereen in leukemiecellen te schatten en het fototoxische effect ervan op ouderlijke en cisplatineresistente leukemiecellen te onderzoeken. Een stabiele en homogene colloïdale oplossing in water van ongerepte C60 met een gemiddelde nanodeeltjesdiameter van 50 nm werd gebruikt voor de experimenten. Fluorescerend gelabeld C60 werd gesynthetiseerd door covalente conjugatie van C60 met rhodamine B-isothiocyanaat. Confocale microscopische resultaten toonden aan dat Jurkat-leukemiecellen C60 fullereen efficiënt uit het medium konden absorberen. Een lichtemitterende diodelamp (100 mW cm-2, À = 420-700 nm) werd gebruikt voor excitatie van opgehoopt C60. Er werd een tijdsafhankelijke daling van de levensvatbaarheid geconstateerd wanneer Jurkat-leukemiecellen werden blootgesteld aan een gecombineerde behandeling met C60 en zichtbaar licht. Het cytotoxische effect van door fotocellen opgewekte C60 was vergelijkbaar met dat van H2O2, aangezien beide middelen bij concentraties van ongeveer 50 μM een daling van de levensvatbaarheid van de cellen met 50% veroorzaakten na 24 uur. Met behulp van immunoblotanalyse werden de fosfotyrosine-eiwitniveaus in de cellen geschat.
De gecombineerde werking van C60 en zichtbaar licht werd gevolgd door een afname van de cellulaire eiwitfosforylering op tyrosineresiduen, zij het minder sterk dan die welke werd geïnduceerd door H2O2 of de proteïne tyrosinekinaseremmer staurosporine. Alle geteste stoffen verminderden de fosforylering van de 55, 70 en 90 kDa-eiwitten, terwijl de totale onderdrukking van de fosforylering van het 26 kDa-eiwit specifiek was voor met licht geëxciteerd C60.
Het cytotoxische effect van C60 in combinatie met bestraling met zichtbaar licht werd ook aangetoond op zowel cisplatine-gevoelige als cisplatine-resistente L1210-leukemiecellen. Aangetoond werd dat de relatieve waarde van de mitochondriale membraanpotentiaal, gemeten met de tetramethylrhodamine ethyl ether peroxide (TMRE) sonde, lager was in resistente cellen vergeleken met gevoelige cellen en dat de daling van de mitochondriale potentiaal overeenkwam met een verdere daling van de resistente levensvatbaarheid van de cellen na C60 fotoexcitatie. De verkregen gegevens suggereren dat fotodynamische behandeling met C60 een kandidaat is voor het herstellen van de gevoeligheid van geneesmiddelenresistente leukemiecellen voor mitochondriale inductie van apoptose.
Conclusie:
In deze studie werd een stabiele homogene waterige colloïdale oplossing van ongerepte C60 fullereen gebruikt in experimenten om de fotocytotoxiciteit van C60 op leukemische cellen te schatten.
Het C60-RITC-conjugaat werd gesynthetiseerd om het binnendringen van C60 in leukemische cellen te controleren met behulp van confocale microscopie. Jurkat leukemiecellen konden C60 fullereen uit het medium absorberen en de geaccumuleerde nanodeeltjes gedurende 18 uur vasthouden. De gecombineerde behandeling met C60 en zichtbaar licht wordt gevolgd door een tijdelijke afname van de levensvatbaarheid van Jurkat-cellen.
Remming van proteïne tyrosinefosforylering kan een van de mechanismen zijn waardoor de fotocytotoxische effecten van C60 worden bereikt. Een C60-gemedieerd fotodynamisch effect werd ook aangetoond op zowel cisplatine-gevoelige als cisplatine-resistente L1210-leukemiecellen. De afname van de levensvatbaarheid van resistente cellen na C60 fotoexcitatie komt overeen met een significante afname van het mitochondriaal potentieel.
De verkregen gegevens suggereren dat fotodynamische behandeling met C60 een potentiële strategie kan zijn om de gevoeligheid van geneesmiddelenresistente leukemische cellen voor mitochondriale inductie van apoptose te herstellen.
Analyse van de studie
Naast de bevindingen van de studie kunnen de implicaties van de fotodynamische behandeling van fullerene C60 op leukemische cellen, vooral die welke resistent zijn tegen cisplatine, niet worden onderschat. Het potentieel van deze koolstofnanoverbinding, met zijn uitzonderlijke fysisch-chemische eigenschappen, om aanzienlijke vooruitgang te boeken in de kankertherapie is aanzienlijk. Het feit dat het cytotoxische effect van C60 in werking treedt bij fotoexcitatie, waardoor de levensvatbaarheid van de cellen aanzienlijk afneemt, is een overtuigend bewijs van een nieuwe manier om leukemie te bestrijden.
Bovendien is het effect van de fotodynamische therapie met C60 op de proteïne tyrosinefosforylering een intrigerend onderzoeksgebied. De mogelijkheid dat fullereen C60 deze essentiële celfunctie remt, kan de mechanismen achter de cytotoxische effecten van de verbinding ophelderen. De correlatie tussen dit effect en de verminderde levensvatbaarheid van de cellen vereist verder onderzoek naar de bijzonderheden van de interactie van C60 met celeiwitten.
In het algemeen opent deze baanbrekende studie over fullereen C60 nieuwe horizonten voor fotodynamische therapie, biedt een baken van hoop voor de behandeling van leukemie en kan mogelijk het traject van oncologisch onderzoek veranderen. Veelzeggend is dat de fotodynamische behandeling met C60 veelbelovend is voor het opnieuw gevoelig maken van geneesmiddelenresistente leukemische cellen, waarbij hun gevoeligheid voor apoptose-inductie via mitochondriale paden wordt hersteld. Dit is een kritiek gebied van kankertherapie-onderzoek dat verder onderzoek vereist.
DISCLAIMER
De producten van C60-France.com zijn niet bedoeld om een diagnose te stellen, gezondheidsproblemen te behandelen of te genezen, noch zijn ze bedoeld om gezondheidsclaims te doen of te suggereren. Zij mogen alleen voor wetenschappelijk onderzoek bij mannen of vrouwen worden gebruikt. Leef langer en gezonder met C60-France.com.