CC BY
79
УДК 546.26.043
ВПЛИВ С60-ФУЛЕРЕНУ, ДОКСОРУБІЦИНУ І ЇХ КОМПЛЕКСУ НА ПУХЛИННІ ТА НОРМАЛЬНІ КЛІТИНИ МИШЕЙ ЛІНІЇ BALB/с
С. В. Прилуцька1 київський національний університет імені Тараса Шевченка,
Г. В. Діденко2 Україна
Ю. М. Кічмаренко1
О. О. Круць1 2Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології
Г. П. Потебня2 ім. Р. Є. Кавецького НАН України, Київ
В. В. Черепанов3
Ю. І. Прилуцький1 3Інститут фізики НАН України, Київ
E-mail: [email protected]
Отримано 30.09.2013
Однією з головних стратегій у протипухлинній терапії залишається пригнічення проліферативної активності злоякісних клітин. Однак протипухлинна дія традиційних хіміопрепаратів завжди пов’язана з численними побічними ефектами, зокрема є токсичною щодо органів у нормі й у багатьох випадках сприяє прогресуванню пухлин. У зв’язку із цим виникає потреба розроблення альтернативних методів терапії пухлин та пошуку нових не/низькотоксичних (щодо нормальних клітин) пухлинотропних речовин, які спричинюють їх деструкцію. Токсична дія таких речовин на клітини пухлини може реалізовуватися стимуляцією їх загибелі внаслідок некрозу чи апоптозу. Для контролю цих процесів пропонують застосувати немодифіковані С60-фулерени, які здатні у комбінованій терапії підвищувати протипухлинну активність традиційних протипухлинних препаратів, запобігаючи їх токсичній дії на організменому рівні внаслідок пригнічення реакцій переокиснення.
Оцінено токсичний ефект створеного комплексу немодифікованого С60-фулерену з антибіотиком антрациклінового ряду доксорубіцином на пухлинні (асцитна карцинома Ерліха) та імунокомпетентні (лімфоцити і макрофаги) клітини й гепатоцити, який свідчить про потенційно високу ефективність його застосування у протипухлинній терапії.
Ключові слова: С60-фулерен, доксорубіцин, комплекс С60+Докс, токсичність in vitro.
Однією з актуальних проблем розвитку сучасної біотехнології є вирішення комплексного завдання, що лежить на стику хімії, фізики, матеріалознавства, біології та медицини і передбачає цілеспрямований дизайн, синтез і вивчення функціональних властивостей наноматеріалів (розміром до 100 нм, принаймні в одному з вимірів), яким притаманні висока біодоступність і біосумісність, низька токсичність та висока специфічна біологічна активність, для практичного застосування їх у лікуванні найпоширеніших захворювань. Очікується, що в найближчому майбутньому за допомогою запропонованих унікальних нанобіотехнологій буде вирішено проблему ранньої діагностики злоякісних пухлин із визначенням їх локалізації та адресного доставлення лікарських препаратів до органів-мішеней. Серед можливих
перспективних і ефективних біомедичних лікарських засобів важливе місце посідає С6о-фулерен.
С60-фулерен — це молекула майже сферичної форми діаметром 0,72 нм, поверхня якої складається з 60 атомів вуглецю, поєднаних між собою одинарними і подвійними хімічними зв’язками [1]. Вона синтезується доступними хімічними методами, характеризується високою хімічною стабільністю й унікальними фотофізичними властивостями [2, 3]. Завдяки нанорозміру, поєднанню міцності з малою масою, анти/прооксидант-ним властивостям [4-6], біодоступності, здатності взаємодіяти з біомолекулами і проникати всередину клітин [7, 8] немодифіковані С60-фулерени є потенційними фармацевтичними сполуками нового класу [9-13]. Однак поряд із широкими перспективами у вико-
ристанні таких речовин для профілактики і лікування захворювань на цьому шляху існують також певні проблеми й перестороги. Так, дані біологічних досліджень водних дисперсій С60-фулеренів свідчать про їх можливий токсичний вплив на організм людини. З другого боку, наводяться аргументовані докази, що немодифіковані С60-фулере-ни не є токсичними загалом або принаймні не виявляють гострої токсичної дії у системах in vitro та in vivo за низьких (фізіологічних) концентрацій [14-16]. Наразі достовірно встановлено, що токсичність молекул С60 істотно залежить від модифікації їхньої поверхні, умов синтезу і обробки, концентрації наночастинок у середовищі розчинника і, відповідно, розміру утворених з них агрегатів (кластерів). Припускають, що головними механізмами цитотоксичної дії С60-фулере-нів є зумовлене ними пероксидне окиснення ліпідів (ПОЛ) та пов’язані з цим наслідки, зокрема хімічне ушкодження ДНК і некроз
[17].
Так, під час інкубації трансформованих гепатоцитів лінії HepG2 із С60-фулеренами у водній суспензії за концентрації 0,46 мг/мл виявили незначне збільшення вмісту 8-окси-7,8-дигідро-2' -дезоксигуанозину
[18]. Однак формування ковалентних аддук-тів ДНК при цьому не відбувалось.
За оцінювання методом «ДНК-комет» ДНК-ушкоджувальної дії суспензій С60-фулеренів у воді та етанолі щодо клітин лімфоцитів людини виявлено дозозалежну токсичність [19]. Порівняно з водною суспензією С60-фулеренів ДНК-ушкоджуваль-на відповідь на дію С60-молекул, суспендованих в етанолі, була нижчою за однакових концентрацій (2,2 мкг/мл). Припускають, що ця відмінність зумовлена різною концентрацією агрегатів С60-фулеренів у суспензіях або збільшеним гідроксилюванням їхньої поверхні в етанолі. Ушкодження ДНК відбувалось унаслідок окисного механізму.
Додавання немодифікованих С60-фулере-нів у діапазоні концентрацій 10 -10-5 М (розмір наночастинок не перевищував 3 нм) до суспензій тимоцитів не впливало на їхню життєздатність, накопичення продуктів ПОЛ у гомогенатах печінки і мозку та стійкість еритроцитів до гемолізу упродовж 24 год інкубації [20, 21].
Одним із найпоширеніших терапевтичних засобів у хіміотерапії раку є антибіотик антрациклінового ряду доксорубіцин (Докс) [22, 23]. Однак його головними недоліками є кардіотоксичність і невисока специфічність, що суттєво знижує ефективність лі-
кувального ефекту. Тому для поліпшення ефективності терапевтичної дії Докс виникає потреба розвивати альтернативні методи лікування злоякісних пухлин, включаючи цілеспрямований пошук нових субстанцій (зокрема, таргетних носіїв та агентів, які сприятимуть зниженню побічних ефектів). Можна припустити, що іммобілізація Докс на С60-фулерені [24] запобігатиме його токсичній дії на інтактні клітини та посилюватиме проникнення його у клітини-мі-шені.
Метою роботи було оцінювання токсичного ефекту комплексу С60-фулерену з доксо-рубіцином (С60+Докс) на різні типи клітин (пухлинні, імунокомпетентні, гепатоцити) та порівняння його з дією С60-молекул і Докс окремо за умов in vitro.
Матеріали і методи
Синтез С60-фулерену. Вуглецеву сажу одержували шляхом випаровування карбонових стержнів (Fa. Schunk) в електричній дузі напругою 24 В в атмосфері гелію (0,2 бар). Сажу екстрагували упродовж 6 год у киплячому толуолі. Нерозчинні часточки сажі видаляли фільтруванням. Після цього фільтрат підігрівали у потоці азоту для випаровування розчинника. Розділення суміші С60-та С70-фулеренів проводили з використанням флеш-хроматографії на силікагелі/ активованому вуглеці з використанням як елюенту толуолу. Чистота отриманої фракції С60-фулерену становила >98%. Для подальшого розділення і аналізу суміш розчиняли в толуолі та фракціонували з використанням високоефективного рідинного хроматографа (Jasco PU-2086), приєднаного до багатохви-льового УФ/ВИД-детектора (Jasco UV-2077) і автосамплера, а також колонки Cosmosil Buckyprep Packed Column з толуоловою мобільною фазою. Швидкість потоку становила 20 мл/хв. Чистота фракції С60-фулерену — >99,5%. Слід зазначити, що подальше його очищення можливе шляхом високовакуум-ної сублімації.
Синтез водного колоїдного розчину С60-фулерену. Для приготування водного колоїдного розчину використовували насичений розчин чистого С60-фулерену в толуолі (чистота >99,5%), де його концентрація відповідала максимальній розчинності ~2,9 мг/мл, та однаковий об’єм дистиляту у відкритому стакані [25, 26]. Дві утворені фази піддавали дії ультразвуку. Процедуру виконували до повного випаровування толуолу і набуття водною фазою жовтого забарвлення.
Фільтрацією водного розчину відділяли потрібний продукт від нерозчиненого С60-фуле-рену. За допомогою цього методу вдається отримати різні його концентрації у воді — від 0,01 до 1,2 мг/мл. Вимірювали спектри поглинання С60-фулерену у воді в діапазоні довжин хвиль X = 200-700 нм за кімнатної температури. Як виявилося, в УФ-ділянці спектра домінують дві інтенсивні широкі смуги поглинання з максимумами при 265 і 345 нм [25]. Одержаний водний колоїдний розчин цієї сполуки за максимальної концентрації 0,15 мг/мл є стабільним упродовж 12 місяців за температури 4 °С.
Характеристика стану С60-фулерену у водному розчині за допомогою атомно-силової мікроскопії. Стан С60-фулерену контролювали за допомогою атомно-силової мікроскопії (АСМ; комерційна система Solver Pro M; NT-MDT, Росія) за кімнатної температури. Для цього на свіжосколоту підкладку зі слюди (V-1 Grade, SPI Supplies) наносили краплю водного колоїдного розчину С60-фулерену за різних концентрацій. АСМ-ви-мірювання проводили з використанням зондів NSG10 (NT-MDT) після повного випаровування розчинника. Візуалізацію зразків здійснювали у напівконтактному режимі.
Приготування суміші С60+Докс. В експериментах використовували Докс (Pfizer, Італія; ліофілізований порошок 10 мг), розчинений у фізрозчині (0,9% NaCl), за вихідної концентрації 0,15 мг/мл. Іммобілізацію Докс на С60-фулерені проводили згідно з методикою: вихідний водний розчин С60-фуле-рену і Докс змішували в об’ємному співвідношенні 1:2. Одержану суміш обробляли на ультразвуковому диспергаторі упродовж 15 хв, після чого перемішували протягом 8 год на магнітній мішалці за кімнатної температури. Вимірювали спектри поглинання нативного Докс і суміші С60+Докс в діапазоні довжин хвиль X = 400-600 нм за кімнатної температури. Виражений гіпохромний ефект, що спостерігається в експерименті, свідчить про формування стабільного комплексу між Докс і С60-фулереном [24].
Експеримент in vitro. Імунокомпетент-ні клітини і гепатоцити виділили з мишей (самці лінії Balb/c віком 2,0-2,5 міс масою 20-25 г), яким було перещеплено карциному Ерліха (внутрішньом’язово у кінцівку тварини; кількість пухлинних клітин ~5х105). Лімфоцити і гепатоцити одержували методом центрифугування (1500 об/хв, 40 хв) у градієнті густини фіколверографіну (р = 1,077) [27] суспензії клітин селезінки і печінки, відповідно. Перитонеальні макро-
фаги з черевної порожнини тварин отримували шляхом промивання 89%-м середовищем ИРМІ 1640 з додаванням 10%-ї ембріональної телячої сироватки і 1%-го гепарину (5 од/мл) та наступним центрифугуванням (1 000 об/хв, 10 хв). 10 мкл водного розчину С60-фулерену (0,15 мг/мл), Докс (0,15 мг/ мл) і суміші С60+Докс додавали до 100 мкл суспензії тест-клітин (у кількості ~105) та ін-кубували упродовж 18 год.
Цитотоксичний ефект досліджуваних препаратів і цитотоксичну активність іму-нокомпетентних клітин оцінювали за МТТ-тестом [28], який ґрунтується на здатності мітохондріальних дегідрогеназ конвертувати водорозчинний 3-(4,5-диметилтіазол-2-іл)-2,5-дифеніл-2Н-тетразоліум бромід (МТТ) у формазан, який кристалізується у клітині. Для візуалізації життєздатних пухлинних клітин також використовували МТТ.
Статистика. Статистичний аналіз вірогідності експериментальних даних проводили за допомогою ¿-критерію Стьюдента (за рівня значущості Р < 0,05) з попередньою перевіркою гіпотези про нормальний закон розподілу випадкової величини за критерієм Колмогорова-Смирнова.
Результати та обговорення
Відомо, що немодифіковані С60-фулерени мають виражену тенденцію до агрегації у водному розчині [29-31]. Тому правомірно постає питання: яка форма цієї наноструктури виявляє специфічну біологічну активність — поодинока молекула чи її кластер? Для характеристики складу одержаного водного розчину С60-фулерену проводили вимірювання АСМ. Одержані зображення АСМ (рис. 1) чітко вказують на присутність у воді як окремих С60-молекул, так і їх агрегатів з характерним розміром 2-60 нм, що добре узгоджується з теоретичними розрахунками [29-32] і даними малокутового розсіяння нейтронів [25].
Рис. 1. АСМ-зображення структурованого стану С60-фулерену у воді за різної концентрації: 0,15 (а) і 0,015 мг/мл (б)
Експерименти з визначення життєздатності клітин різного походження (асцитна карцинома Ерліха, лімфоцити, макрофаги та гепатоцити) за МТТ-тестом показали, що найбільш оптимальною є тестована концентрація С60-фулерену у воді 0,15 мг/мл: саме в цьому разі виявляється максимальний токсичний ефект С60-фулерену на клітини пухлини (28%) і водночас — його відсутність на макрофаги, лімфоцити і гепатоцити (вибірковість дії С60-фулерену). Більш того, використання С60-фулерену спричинювало стимуляцію функціональної активності лімфоцитів на 20%, що, можливо, зумовлено посиленням метаболізму або частковим зростанням їх проліферації.
Використання Докс у концентрації
0,15 мг/мл призводило до вираженого токсичного ефекту на пухлинні клітини і макрофаги (24%) та відсутності такого на лімфоцити і гепатоцити.
Застосування комплексу С60+Докс порівняно з дією С60-фулерену і Докс сприяло значному зростанню токсичного впливу на клітини пухлини (73%) та функціональної активності лімфоцитів (37%). Токсичний ефект комплексу С60+Докс щодо макрофагів і гепатоцитів практично не змінювався порівняно з дією Докс. У разі введення С60-фулерену токсична дія комплексу С60+Докс на макрофаги зростала (23%) і взагалі не виявлялась щодо гепатоцитів.
Цитотоксичну активність лімфоцитів на клітини пухлини було використано як індикатор імунітету [33]. Із застосуванням МТТ-тесту з додаванням до пухлинних клітин автологічних лімфоцитів (1:5) встановлено, що в контролі цитотоксична активність лімфоцитів становила близько 7%, тоді як додавання до тесту комплексу С60+ Докс призводило до значного зростання цієї величини — 90%. Мікроскопічні зображення, наведені на рис. 2, ілюструють результат токсичної дії лімфоцитів на клітини пухлини через 18 год інкубації у контролі та з додаванням комплексу С60+Докс.
її'"».
1% й
А
Jv' ла.'п
Рис. 2. Результат токсичної дії лімфоцитів на пухлинні клітини асцитної карциноми Ерліха через 18 год інкубації:
у контролі (а) та з додаванням комплексу С60+Докс (б); 1 — лімфоцити; 2 — клітини пухлини; збільшення х160
Отже, утворення комплексу С60-фуле-рен+Докс [13, 24] слід розглядати як потенційно новий механізм фармакологічної дії протипухлинного препарату Докс за його комбінованого використання із С60-фулере-ном, адже in vitro введення комплексу С60+ Докс призводить до значного підвищення як токсичного впливу на пухлинні клітини (майже втричі), так і функціональної активності лімфоцитів (майже вдвічі) порівняно з уведенням цих препаратів окремо (синергічний ефект). Активація лімфоцитів, яка має місце у цьому разі, стимулює загибель клітин пухлини.
Окрім того, завдяки наявності унікальної системи спряжених подвійних зв’язків на поверхні С60-фулерену він здатен нейтралізувати активні форми кисню (АФК), приєднуючи неспарений електрон та перетворюючись на стабільний радикал С60-, що може бути використано для запобігання цитотоксичним ефектам АФК, які продукуються в інтактних клітинах у випадку використання протипухлинного препарату Докс (антиоксидантна активність С60-фулерену).
І нарешті, сам по собі С60-фулерен може слугувати засобом доставлення протипухлинного агента Докс до клітин злоякісних пухлин.
REFERENCES
1. Kroto H. W., Heath S., O’Brien S. C, Curl R. F., Smalley R. E. C60: Buckminsterfullerene. Nature. 1985, V. 318, 162-163.
2. Eletskii A. V., Smirnov B. M. Fullerenes and structures of carbo. Uspekhi Fiz. Nauk. 1995, V. 165, 977-1009. (In Russian).
3. Dresselhaus M. S., Dresselhaus G, Eklund P. C. Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes: Their Properties and Applications. New York: Academic Press. 1996, 985 p.
4. Burlaka A. P., Sidorik E. P., Prylutska S. V., Matyshevska O. P., GolubA.A., Prylutskyy Yu. I., Scharff P. Catalytic system of the reactive
oxygen species on the C60 fullerene basis. Exp. Oncol. 2004, V. 26, 326-327.
5. Prylutska S. V., Grynyuk I.I., Matyshevska O.P., Prylutskyy Yu. I., Ritter U., Scharff P. Antioxidant properties of C60 fullerenes in vitro. Fullerenes Nanotubes Carbon Nanostruct. 2008, V.16,698-705.
6. Scharff P., Ritter U., Matyshevska O. P., Prylutska S. V., Grynyuk 1.1., Golub A. A., Prylutskyy Yu.I., Burlaka A.P. Therapeutic reactive oxygen generation. Tumori. 2008, V. 94, 278-283.
7. Schuetze C., Ritter U., Scharff P., Bychko A., Prylutska S., Rybalchenko V, Prylutskyy Yu.
Interaction of N-fluorescein-5-isothiocyanate pyrrolidine-C60 compound with a model bimolecular lipid membrane. Mater. Sci. Engineer- C. 2011. V. 31. 1148-1150.
8. Prylutska S., Bilyy R., Overchuk M., Bychko A., Andreichenko K., Stoika R., Rybalchenko V., Prylutskyy Yu., Tsierkezos N. G., Ritter U. Water-soluble pristine fullerenes C60 increase the specific conductivity and capacity of lipid model membrane and form the channels in cellular plasma membrane. J. Biomed. Nanotechnol. 2012, V. 8, 522-52Т.
9. Prylutska S. V., Burlaka A. P., Prylutskyy Yu. I., Ritter U., Scharff P. Pristine C60 fullerenes inhibit the rate of tumor growth and metastasis. Exp. Oncol. 2011, V. 33, 162-164.
10. Prylutska S. V., Burlaka A. P., Klymenko P. P., Grynyuk I. I., Prylutskyy Yu. I., Schuetze Ch., Ritter U. Using water-soluble C60 fullerenes in anticancer therapy. Cancer Nanotechnol. 2011, V.2,105-110.
11. Prylutska S. V., BurlakaA. P., Prylutskyy Yu. I., Ritter U., Scharff P. Comparative study of antitumor effect of pristine C60 fullerenes and doxorubicin. Biotechnol. 2011, V. 4, 82-87.
12. Prylutska S. V., Kichmarenko Yu. M., Bogutska K. I., Prylutskyy Yu. I. C60 fullerene and its derivatives as antitumor agents: prospects and problems. Biotechnologiya. 2012. 5(3), 9-17. (In Ukrainian).
13. Panchuk R. R., Chumak V. V., Skorokhid N. R., Lehka L. V., Prylutska S. V., Heffeter P., Berger B., Stoika R. S., Prylutskyy Yu. I. Synergic antineoplastic effect of doxorubicin with C60 fullerene as a means of its delivery to malignant human cells in vitro experiments: cellular and molecular mechanisms. Biol. Studii. 2013, 7(1), 5-18. (In Ukrainian).
14. Andrievsky G., Klochkov V., Derevyanchen-ko L. Is the C60 Fullerene Molecule Toxic?! Fullerenes Nanotubes Carbon Nanostruct. 2005, V. 13, 363-376.
15. Kolosnjaj J., Szwarc H., Moussa F. Toxicity studies of fullerenes and derivatives. Adv. Exp. Med. Biol. 2007, V. 620, 168-180.
16. Aschberger K., Johnston H. J., Stone V., Ait-ken R. J., Tran C. L., Hankin S. M., Peters S. A., Cristensen F. M. Review of fullerene toxicity and exposure-appraisal of a human health risk assessment, based on open literature. Regul. Toxicol. Pharmacol. 2010, V. 58, 455-473.
17. Rouse J. G., Yang J., Barton A. R., Monteiro-Reviere N. A. Fullerene-based amino acid nanoparticle interactions with human epidermal keratinocytes. Toxicol. in vitro. 2006, V. 20, 1313-1320.
18. Matsuda S., Matsui S., Shimizu Y., Matsu-da T. Genotoxicity of colloidal fullerene С60. Environ. Sci. Technol. 2011, V. 1, 4133-4138.
19. Dhawan A., Taurozzi J. S., Pandey A. K., Shan W., Miller S. M., Hashsham S. A.,
Tarabara V. V. Stable colloidal dispersions of C60 fullerenes in water: evidence for geno-to xi city. Environ. Sci. Technol. 2006, V. 40, 7394-7401.
20. Prylutska S. V., Matyshevska O. P., Golub A. А., Prylutskyy Y. I., Potebnya G-P, RitterU,, Scharff P. Study of С60 fullerenes and ^-containing composites cytotoxicity in vitro. Mater. Sci. Engineer- C. 2007, V. 27, 1121-1124.
21. Prylutska S. V., Grynyuk 1.1., Grebinyk S. M., Matyshevska O. P., Prylutskyy Yu. I., Ritter U., Siegmund C., Scharff P. Comparative study of biological action of fullerenes C60 and carbon nanotubes in thymus cells. Mat.-wiss. u. Werkstofftech. 2009, V. 40, 238-241.
22. Hrelia S., Fiorentini D., Maraldi T., Angelo-ni C., Bordoni A., Biagi P.L., Hakim G. Doxorubicin induced early lipid peroxidation associated with changes in glucose transport in cultured cardiomyocites. Biochem. Bio-phys.Acta. 2002, V. 64, 139-145.
23. Abou El Hassan M. A., Verheul H. M., Jor-na A. S., Schalkwijk C., van Bezu J., van der Vijgh V. J. F., Bast A. The new cardioprotector mono hyd roxy ethylrutoside protects against doxo ru bi cin-induced inflammatory effects in vitro. Brit. J. Cancer. 2003, V. 98, 357-362.
24. Evstigneev M.P.,BuchelnikovA. S., Voronin D.P., Rubin Yu. V., Belous L. F., Prylutskyy Yu. I., Ritter U. Complexation of C60 fullerene with aromatic drugs. Chem. Phys. Chem. 2013, V. 14, 568-578.
25. Scharff P., Risch K., Cart a-Abelmann L., Dmytruk I. M., Bilyi M. M., Golub O.A., Khav-ryuchenko A. V., Buzaneva E. V., Aksenov V. L., Avdeev M. V., Prylutskyy Yu. I., Durov S. S. Structure of C60 fullerene in water: spectroscopic data. Carbon. 2004, V. 42, 1203-1206.
26. Prylutska S. V., Matyshevska O. P., Grynyuk 1.1.,Prylutskyy Yu. I., RitterU., Scharff P. Biological effects of C60 fullerenes in vitro and in a model system. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2007, V. 468, 265-274.
27. Sashchenko L. P., Lukyanova T. I., Kabanova O.D., Mirkina 1.1., Yatskin O. N., PongorS., Gnuchev N. V. Different pathways of the release of cytotoxic proteins in LAK cells. Immunol. Lett. 1996, V. 53, 25-29.
28. Campling B. G., Pym J., Baker H. M., Cole S. P., Lam Y. M. Chemosensitivity testing of small cell lung cancer using the MTT assay. Br. J. Cancer. 1991, V. 63, 75-83.
29. Bulavin L., Adamenko I., Prylutskyy Yu., Durov S., Graja A., Bogucki A., Scharff P. Structure of fullerene C60 in aqueous solution. Phys. Chem. Chem.Phys. 2000, V. 2, 1627-1629.
30. Prylutskyy Yu. I., Durov S. S., Bulavin L. A., Adamenko I. I., Moroz K. O., Geru I. I., Di-hor I. N., Scharff P., Eklund P. C., Grigorian L. Struc tu re and thermophysical properties of fullerene C60 aqueous solutions. Int. J. Thermophys. 2001, V. 22, 943-956.
31. PrylutskyyYu.I .,BuchelnikovA.S, VoroninD.P., Kostjukov V. V., Ritter U., Parkinson J. A., Evstigneev M. P. C60 fullerene aggregation in aqueous solution. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, V. 15, 9351-9360.
32. Prilutski Yu. I., Durov S. S., Yashchuk V. N., Ogul’chansky T. Yu., Pogorelov V. E., Astashkin Yu. A., Buzaneva E. V., Kirghizov Yu. D., And-
ВЛИЯНИЕ С60-ФУЛЛЕРЕНА, ДОКСОРУБИЦИНА И ИХ КОМПЛЕКСА НА ОПУХОЛЕВЫЕ И НОРМАЛЬНЫЕ КЛЕТКИ МЫШЕЙ ЛИНИИ BALB/с
С. В. Прилуцкая1, Г. В. Диденко2,
Ю. М. Кичмаренко1, А. А. Круць1,
Г. П. Потебня2, В. В. Черепанов3,
Ю. И. Прилуцкий1
1Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Украина
2Институт экспериментальной патологии, онкологии и радиобиологии им. Р. Е. Кавецкого НАН Украины, Киев
3Институт физики НАН Украины, Киев
E-mail: [email protected]
Одной из основных стратегий в противоопухолевой терапии остается угнетение пролиферативной активности злокачественных клеток. Однако противоопухолевое действие традиционных химиопрепаратов всегда связано с многочисленными побочными эффектами, в частности является токсичным относительно органов в норме и во многих случаях способствует прогрессированию опухолей. В связи с этим возникает необходимость разработки альтернативных методов терапии опухолей и поиска новых не/низкотоксичных (относительно нормальных клеток) опухолетропных веществ, которые вызывают их деструкцию. Токсическое действие таких веществ на клетки опухоли может реализовываться стимуляцией их гибели вследствие некроза или апоптоза. Для контроля этих процессов предлагается использовать немодифицированные С60-фуллерены, которые способны в комбинированной терапии повышать противоопухолевую активность традиционных противоопухолевых препаратов, предотвращая их токсическое действие на организменном уровне вследствие ингибирования реакций переокисления.
Оценен токсический эффект созданного комплекса немодифицированного С60-фулле-рена с антибиотиком антрациклинового ряда доксорубицином на опухолевые (асцитная карцинома Эрлиха) и иммунокомпетентные (лимфоциты и макрофаги) клетки и гепатоциты, свидетельствующий о потенциально высокой эффективности его применения в противоопухолевой терапии.
Ключевые слова: С60-фуллерен, доксоруби-цин, комплекс С60+Докс, токсичность in vitro.
rievsky G. V., Scharff P. Theoretical predictions and experimental studies of self-organization Cqq nanoparticles in water solution and on the support. Europ. Phys. J. D. 1999, V. 9, 341-343.
33. Ohno M., Abe T. Rapid colorimetric assay for the quantification of leukemia inhibitory factor (LIF) and interleukin-6 (IL-6). J. Immunol. Meth. 1991, V. 145, 199-203.
EFFECT OF THE C60 FULLERENE, DOXORUBICIN AND THEIR COMPLEX ON CANCER AND NORMAL CELLS OF BALB/c MICE
S. V. Prylutska1, G. V. Didenko2,
Yu. M. Kichmarenko1, O. О. Kruts1,
G. P. Potebnya2, V. V. Cherepanov3,
Yu. I. Prylutskyy1
1Taras Shevchenko National University of Kyiv
2Kavetsky Institute of Experimental Pathology, Oncology and Radiobiology of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv
3Institute of Physics of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv
*E-mail: [email protected]
One of the main strategies in anticancer therapy is inhibition of the proliferative activity of cancer cells. However, antitumor action of conventional chemotherapy is always associated with numerous side effects, in particular it is toxic with respect to normal organs and in many cases promotes the progression of tumors. In this regard, there is a need to develop alternative therapies of tumors and the search of new non/ low toxic (relative to normal cells) tumoritropic substances, which cause their degradation. Toxic effects of these substances on cancer cells can be realized by stimulating their death due to necrosis or apoptosis. To controlling these processes the use of pristine C60 fullerenes, which are capable in combination therapy to improve the antitumor activity of traditional antitumor drugs, preventing their toxic effect on the organ level by inhibiting reactions of peroxidation, is proposed.
The toxic effect of the created pristine C60 fullerene with an antibiotic anthracyclines doxorubicin (Dox) complex on tumor (Ehrlich ascites carcinoma) and immune (lymphocytes and macrophages) cells and hepatocytes was evaluated. It demonstrates the potential for high efficiency of C60+Dox complex use in cancer therapy.
Key words: С60 fullerene, doxorubicin, C60+Dox complex, toxicity in vitro.
