Ефективність фотон-захватної променевої технології та фотодинамічного впливу на злоякісні та нормальні клітини людини in vitro
Loading...
Date
2022
Authors
Талько, Вікторія
Лавренчук, Галина
Почапінський, Олексій
Атаманюк, Наталія
Чернишов, Андрій
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Мета: дослідити структурні та морфофункціональні зміни в тест-системах злоякісних (лінія А-549) та нормальних (стовбурові фібробласти) клітинах людини, опромінених рентгенівськими променями в присутності гадолінійвмісного фотон-захватного агента "Дотавіст" та світла оптичного діапазону (червоне світло) у поєднанні з фотосенсибілізатором "Фотолон". Методи: метод перещеплюваної культури клітин нормальних фібробластів людини та злоякісних клітин людини, методи опромінення рентгенівськими променями, червоним світлом, цитологічні, статистичні. Результати. Досліджено у порівняльному аспекті вплив двох бінарних променевих технологій окремо та у поєднанні, а саме: фотон-захватну дію на злоякісні (клітини недрібноклітинного раку легень людини – лінія А-549) та нормальні клітини (стовбурові фібробласти людини) при інкубації їх з гадолінійвмісним фотон-захватним агентом "Дотавіст" та фотодинамічний вплив у присутності фотосенсибілізатора "Фотолон". Встановлено за морфофункціональними характеристиками (кінетика росту, проліферативна та мітотична активність) вищезазначених тест--систем особливості впливу на злоякісні та нормальні клітини. Опромінення рентгенівськими променями в дозах 1,0, 5,0, та 10,0 Гр інактивувало 10, 46 та 80 % злоякісних клітин лінії А&549, відповідно.
Опромінення клітин у дозі 1,0 Гр в присутності фотон-захватного агента "Дотавіст" (у концентрації 10 мкл/мл) на 50 % інгібує проліферацію клітин, пригнічуючи їх мітотичну активність, а в дозі 10,0 Гр в присутності "Дотавісту" гальмує на 93 % ріст та поділ злоякісних клітин, що свідчить про високу ефективність даної бінарної променевої технології. Вплив двох бінарних променевих технологій на злоякісні клітини людини лінії А-549, а саме: поєднання червоного світла з "Фотолоном" (у концентрації 0,05 мг/мл) та рентгенівських променів у вищезазначених дозах з "Дотавістом" (у концентрації 10 мкл/мл), призводить до загибелі відповідно 64, 86 та 99 % злоякісних клітин. Встановлено, що культура нормальних фібробластів більш чутлива до впливу комплексу бінарних променевих дій; опромінення в дозі 10,0 Гр у присутності "Дотавісту" та "Фотолону" інактивує 100 % клітин. Висновок. Отримані результати складають підгрунтя доклінічного етапу оцінки ефективності поєднаної впливу двох бінарних технологій та препаратів, що застосовуються у фотон-захватній технології та фотодинамічній терапії, фотон-захватного агента "Дотавіст" та фотосенсибілізатора "Фотолон", відповідно.
Description
Objective: to investigate the structural and morphofunctional changes in test systems of malignant (cell line A-549) and normal (stem fibroblasts) human cells exposed to X-rays in the presence of gadolinium-containing photon capture agent "Dotavist" and optical light (red spectrum) in combination with "Fotolon" photosensitizer. Methods. The continuous cell culture of normal human fibroblasts and malignant human cells technology, X-ray and red light exposure, cytological and statistical methods. Results. Effects of the two binary radiation technologies, namely the photon capture impact on malignant cells (human non-small cell lung cancer cells i.e. line A-549) and normal cells (human stem fibroblasts) when incubated with gadolinium-containing photon capture agent "Dotavist" and photodynamic effect in the presence of "Fotolon"
photosensitizer applied separately and in combination were studied in a comparative mode. Proceeding from morphofunctional characteristics (growth kinetics, proliferative and mitotic activity) of the abovementioned test systems, peculiarities of the effect on malignant and normal cells were established. Irradiation with X-rays to the 1.0, 5.0, and 10.0 Gy doses resulted in inactivation of respectively 10 %, 46 %, and 80% of the A&549 line malignant cells. Cellular irradiation to a 1.0 Gy dose in the presence of the photon capture agent "Dotavist" (10 μl/ml concentration) inhibited cell proliferation by 50 %, suppressing their mitotic activity. At a dose of 10.0 Gy in the presence of "Dotavist" the inhibition by 93 % of the growth and division of malignant cells occurred, indicating the high efficiency of binary radiation technology. The effect of two binary radiation technologies on malignant human cells
(A&549 line), namely the combination of red light with "Fotolon»"(0.05 mg/ml concentration) and X-ray exposure in the above doses with "Dotavist" (10 μl/ ml concentration) resulted in the death of respectively 64 %, 86 %, and 99
% malignant cells. The culture of normal fibroblasts was found being more sensitive to the influence of a complex of binary radiation impact, as exposure to a dose of 10.0 Gy in the presence of "Dotavist" and "Fotolon" inactivated 100 % of cells. Conclusion. The obtained results provide basis of preclinical evaluation of effectiveness of the combined impact of two binary technologies and drugs used in the photon capture technology and photodynamic therapy i.e. the photon capture agent "Dotavist" and "Fotolon" photosensitizer respectively.
Keywords
культура злоякісних клітин людини, культура фібробластів людини, проліферація, рентгенівське опромінення, фотон-захватний агент, червоне світло, фотосенсибілізатор, стаття, culture of human malignant cells, culture of human fibroblasts, proliferation, X-ray irradiation, photon capture agent, red light, photosensitizer
Citation
Ефективність фотон-захватної променевої технології та фотодинамічного впливу на злоякісні та нормальні клітини людини in vitro / В. В. Талько, Г. Й. Лавренчук, О. Д. Почапінський, Н. П. Атаманюк, А. В. Чернишов // Проблеми радіаційної медицини та радіобіології. - 2022. - Вип. 27. - С. 234-248. - https://doi.org/10.33145/2304-8336-2022-27-234-248