Изучение воздействия альуминовых наночастиц, содержащих доксорубицин, на культуры клеток in vitro.
|
Даты проведения с 2020-01-02 по 2021-12-31 |
В современном мире при постоянном росте продолжительности жизни всё больше и больше встаёт проблема борьбы с заболеванием, ныне поражающим почти каждого пятого, раком. Несмотря на то, что в данный момент существует множество методов лечения данной болезни, но всё ещё ни одно из них не эффективно на достаточном уровне. Как правило, для лечения рака используется несколько наиболее распространенных подходов – это химио- и радиотерапия. Один из наиболее широко применяемых препаратов химиотерапии – Доксорубицин (ДР).
Он повсеместно применяется при лечении различных видов рака (молочной железы, пищевода, саркомы мягких тканей и т.д.) и представляет из себя цитотоксический антрациклиновый антибиотик [1, 3]. ДР является составным компонентом так называемой “Красной химии” - распространенной химиотерапии рака, получившей свое название из-за цвета ДР. [2]. Основной проблемой применения ДР является его высокая токсичность для клеток организма, главным образом, для клеток сердца. Также ДР очень плохо растворим, что вынуждает использовать для терапии очень высокие концентрации препарата, что также усиливает побочные эффекты его применения. Кроме того, ДР очень быстро выводится из организма (период полувыведения - 20-48 часов). Ранее были предприняты попытки уменьшить токсичность ДР различными способами [3], например с использованием солей ДР или комбинаций с другими препаратами. В Институте Химической Биологии и Фундаментальной Медицины СО РАН (г. Новосибирск) были разработаны наночастицы на основе альбумина, нагруженные доксорубицином (НЧ-ДР). Данные наночастицы представляют собой стабильный коллоидный раствор (сферические НЧ размером 150±5 нм).
Использование НЧ-ДР дает потенциальную возможность: 1) уменьшить концентрацию ДР и таким образом снизить токсический эффект препарата; 2) увеличить период цитостатического воздействия ДР за счет постепенного распаковывания в клетках; 3) обеспечить проникновение ДР в ткани и клетки организма за счет маленького размера НЧ ; 4) прицельно воздействовать на опухолевые ткани, так как наиболее эффективно НЧ распаковываются при более низком значении рН, что как раз характерно для опухолевых новообразований; 5) разработки пациент-специфичной терапии на основе индивидуальных белков конкретного человека, за счет использования человеческого альбумина. Кроме того, НЧ могут быть модифицированы с использованием рецепторов для специфических видов раковых клеток.
В связи с этим целью данной работы является изучение биологического действия альбуминовых наночастиц, содержащих цитостатический препарат доксорубицин, на клеточную культуру in vitro. Для этого были поставлены следующие задачи: 1) Оценить выживаемость клеток после воздействия НЧ и ДР при помощи MTT-теста. 2) Исследовать на аппарате CellIQ динамику гибели клеток и интенсивность проникновения ДР в клетки при воздействии НЧ-ДР. 3) Оценить динамики клеточной популяции при длительном воздействии наночастиц и ДР в тестах на клеточном анализаторе xCelligence. Исследование цитотоксичности препаратов проводилась на трех линиях человеческих клеток: фибробластах кожи и двух опухолевых линиях HEK 293 и HeLa при помощи различных методов (МТТ [4], окраски трипановым синим). Кроме того, проводилось исследование выживаемости клеток и проникновения ДР в клетки в динамике при помощи системы xCelligence и CellIQ.
В ходе экспериментов показано, что: 1) ДР высвобождается постепенно из НЧ-ДР, что способствует его пролонгированному действию на клетки; 2) Использование НЧ-ДР позволяет значительно снизить концентрацию вводимого ДР; 3) НЧ-ДР действует на разные культуры клеток с разной эффективностью. Наблюдаемое подавление роста и смертность клеток были более выражены на человеческих фибробластах чем на опухолевых линиях. Данные эксперименты являются частью большого исследования по разработке противоопухолевых препаратов.
В дальнейшей работе планируется модифицировать НЧ-ДР с помощью фолиевой кислоты для направленного воздействия на клетки опухолей определенного вида. Литература: 1)vidal.ru/drugs/doxorubicin__45034 - справочник лекарственных средств VIDAL. 2) antirak.ru/cancer/chemical - вебсайт маммологического центра на Таганке. 3) Saranya Chaiwaree , Ausanai Prapan , Nittiya Suwannasom , Tomás Laporte , Tanja Neumann , Axel Pruß , Radostina Georgieva , and Hans Bäumler . Doxorubicin–Loaded Human Serum Albumin Submicron Particles: Preparation, Characterization and In Vitro Cellular Uptake / Pharmaceutics 2020, 12, 224; doi:10.3390 4) Клочков С.Г. Методика определения цитотоксичности веществ МТТ-тестом на культуре нормальных клеток человека НЕК-293. Методическое пособие. Черноголовка, Московсткая обл. 2015, 13с
Проект опубликовал
