УСИЛЕНИЕ ПРОТИВОРАКОВОГО ЭФФЕКТА ПРИ СОВМЕСТНОЙ ОБРАБОТКЕ КЛЕТОК СТРУЕЙ ХОЛОДНОЙ АТМОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЫ И НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Выбор эффективных и биологически безопасных режимов работы холодной атмосферной плазменной струи (ХПС) имеет решающее значение для разработки противораковой терапии на основе ХПС. В эксперименте и численном моделировании, изменяя длительность импульса положительного импульсного напряжения, были найдены оптимальные режимы ХПС с регулярным распространением стримеров и максимальным током разряда при температуре T < 42∘C. В этих режимах ХПС существенно подавляет жизнеспособность раковых клеток. Показано, что добавление наночастиц золота увеличивает цитотоксический эффект плазменной струи и снижает жизнеспособность эпителиоподобной аденокарциномы легкого NCI-H23, аденокарциномы легкого A549, аденокарциномы молочной железы BrCCh4e-134 и клеток увеальной меланомы uMel1. Модифицированные полиэтиленгликолем наночастицы золота с флуоресцентными метками использовались для визуализации поглощения наночастиц клетками. Продемонстрировано, что ХПС стимулирует проникновение наночастиц в клетки, когда их добавляли в среду с клетками непосредственно перед воздействием ХПС или сразу после, что свидетельствует о кратковременном увеличении проницаемости мембраны клеток.

Об авторах

И. В. Швейгерт

Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН

Email: ivschweigert@gmail.com
Новосибирск, Россия

Д. Э. Закревский

Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН; Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН; Новосибирский государственный технический университет

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

Е. В. Милахина

Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН; Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН; Новосибирский государственный технический университет

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

П. П. Гугин

Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН; Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

М. М. Бирюков

Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН; Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

А. А. Полякова

Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН; Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

Н. В. Крячкова

Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН; Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

Е. А. Горбунова

Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН; Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

А. В. Епанчинцева

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Новосибирск, Россия

И. А. Пышная

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Новосибирск, Россия

О. А. Коваль

Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН; Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

Список литературы

  1. Zˇivani M., Espona-Noguera A., Lin A., Canal C. // Adv. Sci. 2023. V.10(8). P. 2205803. doi: 10.1002/advs.202205803.
  2. Limanowski R., Yan D., Li L., Keidar M. // Cancers 2022. V.14(14). P. 3461. doi: 10.3390/cancers14143461.
  3. Canady J., Murphy R., Zhuang T., Gitelis S., Nissan A., Ly L., Jones O., Cheng X., Adileh M., Blank A. et al. // Cancers. 2023. V. 15(14). P. 3688. doi: 10.3390/cancers15143688.
  4. von Woedtke T, Schmidt A, Bekeschus S, Wende K., Weltmann K.-D. // In Vivo. 2019. V. 33(4). P. 1011. doi: 10.21873/invivo.11570.
  5. Keidar M., Walk R., Shashurin A., Srinivasan P., Sandler A., Dasgupta S., Ravi R., Guerrero-Preston R., Trink B. // Brit. J. Cancer. 2011. V. 105(9). P. 1295. doi: 10.1038/bjc.2011.386.
  6. Keidar M., Shashurin A., Volotskova O., Stepp M., Srinivasan P., Sandler A., Trink B. // Phys. Plasmas. 2013. V. 20(5). P. 057101. doi: 10.1063/1.4801516
  7. Kim G., Kim G„ Park R., Jeon S., Seo H., Iza F., Lee J. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2009. V. 42(3). P. 032005. doi: 10.1088/0022-3727/42/3/032005.
  8. Kim G.. Park S., Kim G., Lee J. // Plasma Med. 2011. V. 1(1). P. 45. doi: 10.1615/PlasmaMed.v1.i1.40.
  9. Cheng X., Murphy W., Recek N., Yan D., Cvelbar U., Vesel A., Mozetic M., Canady J., Keidar M., Sherman J. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2014. V. 47(33). P. 335402. doi: 10.1088/0022-3727/47/33/335402.
  10. Choi B., Kim M, Song K., Kim U., Hong J., Lee J., Kim G. // J. Biomed. Nanotechnol. 2015. V. 11(5). P. 900. doi: 10.1166/jbn.2015.1999.
  11. Irani S., Shahmirani Z., Atyabi S., Mirpoor S, // Arch. Med. Sci. 2015. V. 11(6). P. 1286. doi: 10.5114/aoms.2015.48221.
  12. Choi B., Choi J., Hong J., Song K., Lee H., Kim U., Kim G. // Int. J. Med. Sci. 2017. V. 14(11). P. 1101. doi: 10.7150/ijms.20104.
  13. Kim W., Na K.-Y., Lee K.-H., Lee H, Lee J., Kim K,T, // Sci. Rep. 2017. V. 7. P. 10971. doi: 10.1038/s41598-017-11292-z.
  14. Jawaid P., Rehman M., Zhao Q.-L., Misawa M., Ishikawa K., Hori M., Shimizu T., Saitoh J.-I., Noguchi K., Kondo T. // Cell Death Discov. 2020. V. 6. P. 83. doi: 10.1038/s41420-020-00314-x.
  15. Kaushik N., Kaushik K., Yoo K, Uddin N., Kim J., Lee S., Choi E. // Biomaterials. 2016. V.87. P. 118. doi: 10.1016/j.biomaterials.2016.02.014.
  16. Schweigert I., Zakrevsky D., Gugin P., Milakhina E., Biryukov M., Keidar M., Koval O. // Plasma Sources Sci. Technol. 2022. V.31(11). P. 114004. doi: 10.1088/1361-6595/aca120.
  17. Schweigert I., Zakrevsky D., Milakhina E., Gugin P., Biryukov M., Patrakova E., Troitskaya O., Koval O. // Plasma Phys. Rep. 2023. V. 49(5). P. 595. doi: 10.1134/S1063780X2360010X.
  18. Schweigert I., Zakrevsky D., Milakhina E., Aleksandrov A., Biryukov M., Koval O. // Plasma Phys. Rep. 2023. V. 49(11). P. 1358. doi: 10.1134/S1063780X2360130X.
  19. Schweigert I., Zakrevsky Dm., Gugin P., Yelak E., Golubitskaya E., Troitskaya O., Koval O. // Appl. Sci. 2019. V. 9. P. 4528. doi: 10.3390/app9214528.
  20. Schweigert I., Alexandrov A., Zakrevsky D. // Plasma Sources Sci. Technol. 2020. V. 29(12). P. 12LT02. doi: 10.1088/1361-6595/abc93f.
  21. Schweigert I., Zakrevsky D., Milakhina E., Gugin P., Biryukov M., Patrakova E., Koval O. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2022. V. 64(4). P. 044015. doi: 10.1088/1361-6587/ac53fl.
  22. Schweigert I., Vagapov S., Lin L., Keidar M. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2019. V. 52(29). P. 295201. doi: 10.1088/1361-6463/ab1319.
  23. Jana N., Gearheart L., Murphy C. // Langmuir. 2001. V. 17(22). P. 6782. doi: 10.1021/la0104323.
  24. Murphy D., Eritja R., Redmond G. // Nucleic Acids Res. 2004. V. 32(7). P. e65. doi: 10.1093/nar/gnh065.
  25. Liu X., Atwater M., Wang J., Huo Q. // Colloids Surf. B. 2007. V. 58(1). P. 3. doi: 10.1016/j.colsurfb.2006.08.005.
  26. Koval O., Subrakova V., Nushtaeva A., Belovezhets T., Troitskaya O. // Genes Cells. 2019. V. 14(4). P. 66. doi: 10.23868/201912034.
  27. Patrakova E., Biryukov M., Troitskaya O., Gugin P., Milakhina E., Semenov D., Poletaeva J., Zakrevsky D., Schweigert I., Koval O. et al. // Cells. 2023. V. 12(2). P. 290. doi: 10.3390/cells12020290.
  28. Koval O., Kochneva G., Tkachenko A., Troitskaya O., Sivolobova G., Grazhdantseva A., Nushtaeva A., Kuligina E., Richter V. // Biomed. Res. Int. 2017. V. 2017. P. 3620510. doi: 10.1155/2017/3620510.
  29. Busco G., Robert E., Chettouh-Hammas N., Pouvesle J.-M., Grillon C. // Free Radic. Biol. Med. 2020. V. 161. P. 290. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2020.10.004.
  30. Kaneko T., Sasaki S., Hokari Y., Horiuchi S., Honda R., Kanzaki M. // Biointerphases. 2015. V. 10. P. 029521. doi: 10.1116/1.4921278.
  31. Shaw P., Kumar N., Hammerschmid D., PrivatMaldonado A., Dewilde S., Bogaerts A. // Cancers. 2019. V. 11(8). P. 1109. doi: 10.3390/cancers11081109.
  32. Yan D., Xu W., Yao X., Lin L., Sherman J., Keidar M. // Sci. Rep. 2018. V. 8. P. 15418. doi: 10.1038/s41598-018-33914-w.
  33. Kim K., Lee W. G. // J. Mater. Chem. B. 2017. V. 5. P. 2726. doi: 10.1039/C7TB00038C.
  34. Гугин П. П., Закревский Д. Э., Милахина Е. В. // Письма ЖТФ. 2021. Т. 48 (22). С. 41. doi: 10.21883/PJTF.2021.22.51726.18977.
  35. Biryukov M., Semenov D., Kryachkova N., Polyakova A., Patrakova E., Troitskaya O., Milakhina E., Zakrevsky D., Schweigert I., Koval O. et al. // Biomolecules. 2023. V. 13(11). P. 1672. doi: 10.3390/biom13111672.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024