Действие обработанного холодной плазмой раствора Хенкса на генерацию TGF-β мононуклеарными лейкоцитами человека Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

SSjmSS 18-20 октября 2022 г.

Действие обработанного холодной плазмой раствора Хенкса на генерацию TGF-P мононуклеарными лейкоцитами

человека

Павлик Т.И.1, Разволяева Д.А.1,2, Гудкова В.В.1,2

1- Федеральный исследовательский центр «Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук», Москва 2- Институт физических исследований и технологий Российский университет дружбы народов, Москва

Е-mail: darzvlv@gmail. com

DOI: 10.24412/cl-35673-2022-1-113-115

В последние годы все больший интерес вызывает применение холодной плазмы атмосферного давления при лечении онкологических заболеваний [1].

Данный вид плазмы представляет собой частично ионизированный газ, генерирующий различные активные формы кислорода и азота, которые оказывают терапевтическое действие при нанесении на клетки и ткани либо непосредственно прямым воздействием плазмы, либо через воздействие растворов, которые были обработаны предварительно с использованием плазменных процессов. Действительно, реактивные виды, генерируемые разрядом, могут воздействовать на сигнальные пути внутри регенерированных клеток, что влияет на их биологическую активность, вызывая пролиферацию клеток или апоптоз [2].

В многочисленных работах наблюдается синергизм противоопухолевого действия при одновременном использовании холодной плазмы и цитотоксических препаратов [3]. Такой результат может быть связан с участием TGF-P — цитокина, регулирующего пролиферативные процессы, которые ускоряют рост опухоли. Поэтому в настоящее время анти-TGF-P-терапия является одним из активно развивающихся направлений при лечении опухолей.

В данной работе изучалось изменение уровня TGF-P в клетках, подвергнутых воздействию обработанного холодной плазмой раствора Хенкса.

Целью исследования являлось измерение концентраций долгоживущих активных форм кислорода и азота: пероксида

™™дыГу™ физика плазмы и плазменные технологии

водорода (Н202) и нитрит-иона ^02 ), кислотности водного раствора и окислительно-восстановительного потенциала для определения способности компонентов раствора к восстановлению, а также концентрации TGF-P в питательной среде ЯРМ1 после инкубации мононуклеарных лейкоцитов.

В данной работе использовался компактный источник низкотемпературной плазмы (прямого пьезоразряда), разработанный в ИОФ РАН [4, 5].

В течение 30 мин после обработки раствора Хенкса источником холодной плазмы были измерены концентрации пероксида водорода и нитрит-ионов с помощью фотометрических методов. Концентрация пероксида водорода возрастала прямо пропорционально длительности обработки, в то время как концентрация нитрит-ионов резко увеличилась при малом времени обработки, а после сохранялась при дальнейшем воздействии разряда.

Для полноты исследования мы также измеряли изменения кислотности водного раствора и окислительно-восстановительный потенциал для определения способности компонентов раствора к восстановлению. Раствор Хенкса при любом времени обработки холодной плазмой (2.5, 5, 7.5 мин) сохраняет нейтральную кислотность (рН = 7.6 ± 0.5), что говорит о его сильных буферных свойствах, благодаря чему он может использоваться в медицинских целях.

Биологическим объектом исследования служили мононуклеарные лейкоциты человека (6 доноров обоих полов, возраст от 20 до 45 лет), которые в течение суток находились в питательной среде с добавлением обработанного холодной плазмой раствора Хенкса (PTS) или растворов нитритов и пероксида водорода. Концентрация TGF-P определялась при помощи иммунно-ферментного анализа.

Исследования показали чёткую зависимость концентрации TGF-P от времени обработки (рис. 1). При большом времени обработки раствора Хенкса (7.5 мин) TGF-P вырабатывается больше, чем в контрольных образцах, а при средних и малых временах обработки (5 и 2.5 мин) TGF-P вырабатывается меньше, чем в контрольных образцах. Замена PTS аналогичными растворами пероксида водорода или пероксида водорода и нитритов не даёт

МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ

ШКОЛА-КОНФЕРЕНЦИЯ

18-20 октября 2022 г.

такой зависимости.

Полученный результат может объяснить такие разные эффекты растворов, обработанных холодной плазмой, как увеличение пролиферации и подвижности фибробластов при заживлении ран и цитостатический и цитотоксический эффект по отношению к опухолевым клеткам. Так как при всех трёх экспериментальных временах обработки концентрация нитритов была одинаковой, можно сделать вывод, что цитокиновая активность лейкоцитов зависит от дозы пероксида водорода при обязательном присутствии нитритов в химически активном состоянии.

Рис. 1. Концентрация TGF-P в питательной среде после инкубации мононуклеарных лейкоцитов.

Авторы выражают благодарность сотруднику Центра биофотоники ИОФ РАН Кончекову Е.М. за помощь в проведении экспериментов.

1. Walk R.M., Snyder J.A., Srinivasan P., et al. J. Pediatr. Surg. 2013, 48, 67-73.

2. Bauer G., Sersenova D., Graves D.B. & Machala Z. Sci. Rep. 2019, 9, 14210.

3. Li Y., Tang T., Lee H.J., et al. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22(8), 3956.

4. Kolik L.V. et al.//Patent RU №181459. 2018. Bul. № 20.

5. Артемьев К.В., Богачев Н.Н., Гусейн-заде Н.Г., и др. Известия высших учебных заведений. Физика. 2019, 62(11), 105-111.

Контроль PTS H2O2+NO2 Н202