CC BY
30Плазменно-активированные жидкости в противораковой терапии
КончековЕ.М.1'2, Пулиш А.В.2
1 - ОФП, лаборатория Рамус 2 - Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова, лаборатория клеточных технологий
Е-mail: konchekov@fpl. gpi. ru Введение
Применение низкотемпературной плазмы атмосферного давления в медицине и биологии в последние годы вызывает большой интерес. Это обусловлено тем, что холодная плазма и плазменно-активированные жидкости позволяют эффективно стерилизовать различные поверхности и живые ткани, стимулировать заживление тканей и пролиферацию клеток [1]. Особый интерес представляют возможности применения холодной плазмы в онкологии, в следствие ее дифференциального воздействия на здоровые и опухолевые клетки [2]. Большинство исследователей связывают механизм цитотоксических эффектов плазменного облучения с генерацией активных форм кислорода (ROS) и активных форм азота (RNS) [3, 4]. Так как существуют различные лекарственные вещества, влияющих на образование указанных соединений, представляет интерес изучить действие таких веществ на цитотоксическую активность холодной плазмы. Для этого в данной работе мы оценили совместное цитотоксическое действие холодной плазмы, противоопухолевого средства доксорубицина (индуктора образования радикалов в процессе его метаболизма) [5] и флавоноида дигидрокверцетина, обладающего антиоксидантными и антирадикальными свойствами [6], на культуру опухолевых клеток HeLa.
Экспериментальная часть
Обработка культуральных сред осуществлялась прямым пьезоразрядом в воздухе, создаваемым источником холодной плазмы, разработанным в отделе физики плазмы ИОФ РАН. Клетки высевали на 6-луночные планшеты в концентрации 200 тыс. клеток на лунку.
Общая доза воздействия плазмы регулировалась временем обработки среды в интервале от 30 до 300 секунд.
Клетки рака шейки матки человека HeLa культивировали с использованием среды для культивирования RPMI. В качестве фармакологических веществ использовали доксорубицин (Тева) и дигидрокверцетин (Биотехпром). Жизнеспособность клеток до и после воздействия оценивали с помощью МТТ-теста [7].
Результаты и обсуждение
Исследования показали, что обработанная холодной плазмой культуральная среда подавляет жизнеспособность раковых клеток HeLa (рис. 1). Добавление к среде индуктора образования радикалов доксорбуицина повышает цитотоксичность холодной плазмы, а добавление ингибитора дигидрокверцетина цитотоксичность уменьшает. Эти результаты подтверждают существующие представления об основной роли ROS и RNS в антипролиферативном действии холодной плазмы на опухолевые клетки и показывают возможность его усиления при совместном действии с противоопухолевым препаратом доксорубицином.
120
g 100 ^
Mlii.-
Контроль Контроль 37,5 75 112,5 150 225 □ох
Доза облучения (Дж)
Рис. 1. Жизнеспособность (%) клеток линии HeLa в зависимости от дозы воздействия в присутствии доксорубицина при времени инкубации 24 часа. Число экспериментов 6
Исследование также показали избирательную цитотоксичность плазменно-активированной среды для здоровых и раковых клеток.
Апоптоз в опухолевых клетках активируется интенсивнее, чем в здоровых. Это обусловлено более высокой чувствительностью опухолевых клеток к реактивным кислородным видам (ROS).
Применение методик совместного воздействия плазменного облучения и противоопухолевого препарата, может повысить избирательность химиотерапии и существенно снизить системные побочные эффекты химиотерапевтического препарата за счет снижения дозовых нагрузок на организм.
Авторы выражают благодарность всему научному коллективу, участвующему в исследованиях: Гусейн-заде Н.Г., Колику Л.В., Акопджанову А.Г., Шимановскому Н.Л., Степановой Д.С.
1. Laroussi M. Plasma. 2018, 1, 47-60.
2. Saadati F., Mahdikia H., Abbaszadeh H. et al. Scientific Reports. 2018, 8, 7689.
3. Cairns RA., Harris I., McCracken S., Mak T.W. Biol. 2011, 76, 299311.
4. Yan D., Sherman J.H., Keidar M. Oncotarget. 2017, 8, 15977-15995.
5. Rocha Pd.Sd., Campos J.F., Nunes-Souza V. et al. Appl Biochem Biotechnol. 2018, 184(3), 869-884.
6. Роговский В.С., Матюшин А.И., Шимановский Н.Л. и др.
Экспериментальная и клиническая фармакология. 2010, 73(9), 3741.
7. Berridge M., Herst P., Tan A. Biotechnol Annu Rev. 2005, 11, 127-152.
