Anti-cancer mänskliga celler - Vetenskaplig studie av kol 60 - Cytotoxisk effekt

Penetration av C60-fullerener i mänskliga leukemiceller och dess fotoinducerade cytotoxiska effekter

D. Franskevych, K. Palyvoda, D. Petukhov, S. Prylutska, I. Grynyuk, C. Schuetze, L. Drobot, O. Matyshevska och U. Ritter
Nanoscale Research Letters (2017)

Sammanfattning:

fulleren C60 är en representant för kolnanokompounds och anses vara ett lovande medel för tillämpning inom fotodynamisk terapi på grund av dess unika fysikalisk-kemiska egenskaper. Syftet med denna studie var att uppskatta ackumuleringen av C60 fulleren i leukemiceller och att undersöka dess fototoxiska effekt på parental- och cisplatinresistenta leukemiceller. En stabil och homogen kolloidal lösning i vatten av orörd C60 med en genomsnittlig nanopartikeldiameter på 50 nm i diameter användes i experimenten. Fluorescensmärkt C60 syntetiserades genom kovalent konjugering av C60 med rhodamine B isothiocyanate. Konfokalmikroskopiska resultat visade att leukemiska Jurkat-celler effektivt kunde absorbera C60-fulleren från mediet. En ljusemitterande diodlampa (100 mW cm-2, À = 420-700 nm) användes för excitation av ackumulerat C60. En tidsberoende minskning av livsdugligheten upptäcktes när Jurkat-leukemiceller utsattes för kombinerad behandling med C60 och synligt ljus. Den cytotoxiska effekten av C60 photoexciterad var jämförbar med den som induceras av H2O2, eftersom båda medlen resulterade i en 50% minskning av cellviabiliteten vid 24 timmar vid koncentrationer på cirka 50 μM. Med hjälp av immunoblotanalys uppskattades proteinfosfotyrosinnivåerna i cellerna.

Den kombinerade effekten av C60 och synligt ljus följdes av en minskning av cellulär proteinfosforylering på tyrosinrester, dock mindre intensiv än den som inducerades av H2O2 eller proteintyrosinkinashämmaren staurosporin. Alla de testade substanserna minskade fosforyleringen av 55, 70 och 90 kDa proteiner, medan total suppression av fosforyleringen av 26 kDa proteinet var specifikt för fotoexciterat C60.

Den cytotoxiska effekten av C60 i kombination med bestrålning med synligt ljus demonstrerades också på både cisplatin-känsliga och cisplatin-resistenta L1210-leukemiceller. Det visades att det relativa värdet av mitokondriell membranpotential mätt med TMRE-proben (tetrametylrhodamine ethyl ether peroxide) var lägre i resistenta celler jämfört med känsliga celler och att minskningen av mitokondriell potential motsvarade en ytterligare minskning av resistenta cellers livskraft efter fotoexcitering med C60. De erhållna uppgifterna tyder på att fotodynamisk behandling med C60 är en kandidat för att återställa känsligheten hos läkemedelsresistenta leukemiceller för mitokondriell induktion av apoptos.

Slutsats:

I denna studie användes en stabil homogen vattenlösning av fulleren C60 i experiment för att uppskatta fotocytotoxiciteten hos C60 på leukemiceller.

C60-RITC-konjugatet syntetiserades för att övervaka inträdet av C60 i leukemiceller med konfokalmikroskopi. Jurkat leukemiceller kunde absorbera C60 fulleren från mediet och behålla de ackumulerade nanopartiklarna i 18 timmar. Kombinerad behandling med C60 och synligt ljus följdes av en temporär minskning av viabiliteten hos Jurkat-celler.

Hämning av tyrosinproteinfosforylering kan vara en av de mekanismer genom vilka de fotocytotoxiska effekterna av C60 realiseras. En C60-medierad fotodynamisk effekt har också påvisats på L1210 leukemiceller som är både känsliga och resistenta mot cisplatin. Minskningen i viabilitet hos läkemedelsresistenta celler efter fotoexcitering med C60 motsvarar en signifikant minskning i mitokondriell potential.
De erhållna uppgifterna tyder på att fotodynamisk behandling med C60 skulle kunna vara en potentiell strategi för att återställa känsligheten hos läkemedelsresistenta leukemiska celler för mitokondriell induktion av apoptos.

Studieanalys

Utöver resultaten av studien kan man inte underskatta konsekvenserna av fotodynamisk behandling med C60-fulleren på leukemiceller, särskilt de som är resistenta mot cisplatin. Denna kolnanokomponent, med sina exceptionella fysikalisk-kemiska egenskaper, har stor potential att göra betydande framsteg inom cancerbehandling. Det faktum att den cytotoxiska effekten av C60 blir uppenbar vid fotoexcitering, vilket leder till en betydande minskning av cellernas livsduglighet, är ett ovedersägligt bevis på att det finns en ny metod för att bekämpa leukemi.

Dessutom visar effekten av C60-medierad fotodynamisk terapi på tyrosinproteinfosforylering en spännande väg för utforskning. Möjligheten att C60-fulleren hämmar denna viktiga cellulära funktion skulle kunna klargöra mekanismerna bakom föreningens cytotoxiska effekter. Korrelationen mellan denna effekt och minskad cellviabilitet kräver ytterligare forskning om hur C60 interagerar med cellulära proteiner.

Sammantaget öppnar denna banbrytande studie av C60 fulleren nya horisonter för fotodynamisk terapi, ger en strimma hopp för behandlingen av leukemi och kan potentiellt förändra den onkologiska forskningens inriktning. Fotodynamisk behandling med C60 visar sig vara lovande för återkänsliggörande av läkemedelsresistenta leukemiceller, genom att återuppliva deras känslighet för induktion av apoptos via mitokondriella vägar. Detta är ett kritiskt forskningsområde inom cancerterapi som kräver ytterligare undersökningar.

Hänvisning till friskrivningsklausul

C60-France.com produkter är inte avsedda att diagnostisera, behandla eller bota något hälsoproblem, och inte heller att göra eller föreslå några hälsopåståenden. De får endast användas på män eller kvinnor som en del av vetenskaplig forskning. Lev ett längre och hälsosammare liv med C60-France.com.