RU2392668C1 - Method of antiproliferative and cytotoxic effect induction in tumor cell lines and freshly isolated tumour cell cultures - Google Patents

Method of antiproliferative and cytotoxic effect induction in tumor cell lines and freshly isolated tumour cell cultures Download PDF

Info

Publication number
RU2392668C1
RU2392668C1 RU2008149301/14A RU2008149301A RU2392668C1 RU 2392668 C1 RU2392668 C1 RU 2392668C1 RU 2008149301/14 A RU2008149301/14 A RU 2008149301/14A RU 2008149301 A RU2008149301 A RU 2008149301A RU 2392668 C1 RU2392668 C1 RU 2392668C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nanoparticles
cells
copper
iron
zinc
Prior art date
Application number
RU2008149301/14A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Юрьевна Златник (RU)
Елена Юрьевна Златник
Галина Ивановна Закора (RU)
Галина Ивановна Закора
Лариса Викторовна Передреева (RU)
Лариса Викторовна Передреева
Ирина Александровна Горошинская (RU)
Ирина Александровна Горошинская
Original Assignee
Федеральное государственное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт Росмедтехнологий"
Елена Юрьевна Златник
Галина Ивановна Закора
Лариса Викторовна Передреева
Ирина Александровна Горошинская
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт Росмедтехнологий", Елена Юрьевна Златник, Галина Ивановна Закора, Лариса Викторовна Передреева, Ирина Александровна Горошинская filed Critical Федеральное государственное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт Росмедтехнологий"
Priority to RU2008149301/14A priority Critical patent/RU2392668C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2392668C1 publication Critical patent/RU2392668C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention belongs to medicine, notably, to oncology, and can be used in research of metallic nanoparticles influence on tumour cell properties and proliferative activity. Method includes incubation of cells from tumour cell lines cultures and from freshly isolated tumour cell cultures on mediums with nanoparticles of copper, iron and zinc. Incubation time with nanoparticles for cells from cell line culture of myeloma X563 is 30 minutes, for cells from bone marrow aspirate in patients with multiple myeloma - 45 minutes at the temperature 37°C. Pulmonary cancer tissue is incubated with nanoparticles during 6 days in diffusion chambers implanted into rat's abdominal cavity.
EFFECT: usage of this invention allows assessing of copper, iron and zinc nanoparticles antiproliferative activity in tumour cells.
3 tbl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальным исследованиям в онкологии, и может быть использовано для получения цитотоксического действия на опухолевые клетки in vitro.The invention relates to medicine, namely to experimental studies in oncology, and can be used to obtain a cytotoxic effect on tumor cells in vitro.

Известно, что многие макро- и микроэлементы участвуют в различных метаболических процессах, а при патологии их обмен может нарушаться.It is known that many macro- and microelements are involved in various metabolic processes, and in pathology their metabolism may be impaired.

Общеизвестна роль железа в транспорте кислорода, цинка в формировании молекул гормонов тимуса. С другой стороны, металлы и их соединения обладают способностью подавлять рост клеток. Металлы, например платина, входят в состав некоторых химиопрепаратов.The well-known role of iron in the transport of oxygen, zinc in the formation of thymus hormone molecules. On the other hand, metals and their compounds have the ability to inhibit cell growth. Metals, such as platinum, are part of some chemotherapeutic agents.

Известна концепция о влиянии микроэлементов на иммунный гомеостаз в норме и патологии, а также о необходимости коррекции микроэлементного статуса организма с целью повышения противоопухолевой резистентности (Кудрин А.В., Громова О.М. Микроэлементы в иммунологии и онкологии. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. 544 с). Согласно приведенным в монографии данным в группу важнейших микроэлементов входят железо (Fe), медь (Cu), цинк (Zn).A well-known concept about the influence of trace elements on immune homeostasis in normal and pathological conditions, as well as the need to correct the trace element status of the body in order to increase antitumor resistance (Kudrin A.V., Gromova OM, Microelements in immunology and oncology. M.: GEOTAR-Media , 2007.554 s). According to the data presented in the monograph, the group of the most important trace elements includes iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn).

Однако в монографии отсутствуют сведения о влиянии на биологические процессы металлов в виде наночастиц, которые в силу своего размера обладают повышенной способностью к проникновению в клетки и встраиванию в различные метаболические цепи.However, the monograph does not contain information on the effect of metals in the form of nanoparticles on biological processes, which, due to their size, have an increased ability to penetrate into cells and integrate into various metabolic chains.

Известен способ применения нанотехнологий для молекулярной визуализации, молекулярной диагностики и таргетной терапии раковых заболеваний (Nie Shuming et al., Nanotechnology application in Cancer // Annual Review of Biomedical Engineering. 2007. Vol.9. P.257-288; Иванов A.B. и соавт. Методы нанотехнологии в исследовании биологических структур // 6 Всероссийская научно-практическая конференция «Отечественные противоопухолевые препараты». (Москва, 24-26 марта 2007). Росс., биотерапевт. ж. 2007. Т.6. №1. С.74; Рапопорт Н.Я. Мультифункциональные наночастицы для комбинированного имаджинга в терапии опухолей // Там же. С.79).A known method of applying nanotechnology for molecular imaging, molecular diagnostics and targeted therapy of cancer (Nie Shuming et al., Nanotechnology application in Cancer // Annual Review of Biomedical Engineering. 2007. Vol.9. P.257-288; Ivanov AB et al. Methods of nanotechnology in the study of biological structures // 6th All-Russian scientific-practical conference "Domestic antitumor drugs." (Moscow, March 24-26, 2007). Ross., Biotherapist. 2007. T. 6. No. 1. P. 74 ; Rapoport N.Ya. Multifunctional nanoparticles for combined imaging in the treatment of tumors // Ibid. P.79).

В экспериментальных исследованиях показано, что магнитные наночастицы, содержащие 5-фторурацил, угнетают рост рака печени (Wang Jian-ming et al. Экспериментальное исследование по лечению при раке печени с помощью магнитного нацеливания наночастиц //.Clin. J. Hepatobiliary Surg. 2007. 13. №9. С.621-623). Данная работа использована нами в качестве прототипа. Установлено отсутствие негативного действия наночастиц металлов на морфологию нормальных тканей, в частности они не вызывают гемолиза эритроцитов крови (Cong Xiaoming et al. Биосовместимость наночастиц Mn0,5Zn0,5Fe2O4 используемых в гипертермии опухолей // J. Southeast Univ. Natur. Sci. Ed. 2007. 37. №3. С.476-480). Установлено также, что введение нанодисперсионного железа нормализует показатели крови коров, инфицированных вирусом лейкоза крупного рогатого скота, которых авторы предлагают использовать в качестве биологической модели для исследования различных форм лейкоза человека (Павлов Г.В. и соавт. Влияние нанодисперсионного железа при лейкозе животных // Нанотехнологии и информационные технологии - технологии XXI века: Материалы Международной научно-практической конференции. (Москва, 24-26 мая 2006 г.). М., 2006. С.117-118).Experimental studies have shown that magnetic nanoparticles containing 5-fluorouracil inhibit the growth of liver cancer (Wang Jian-ming et al. Experimental study of the treatment of liver cancer using magnetic targeting of nanoparticles //.Clin. J. Hepatobiliary Surg. 2007. 13. No. 9. P.621-623). This work was used by us as a prototype. The absence of a negative effect of metal nanoparticles on the morphology of normal tissues has been established, in particular, they do not cause hemolysis of red blood cells (Cong Xiaoming et al. Biocompatibility of Mn 0.5 Zn 0.5 Fe 2 O 4 Nanoparticles Used in Tumor Hyperthermia // J. Southeast Univ. Natur. Sci. Ed. 2007. 37. No. 3. S. 476-480). It was also established that the introduction of nanodispersed iron normalizes the blood counts of cows infected with the cattle leukemia virus, which the authors propose to use as a biological model for the study of various forms of human leukemia (Pavlov G.V. et al. Effect of nanodispersed iron in animal leukemia // Nanotechnology and information technology - technology of the XXI century: Materials of the International scientific-practical conference. (Moscow, May 24-26, 2006). M., 2006. S. 117-118).

Однако в литературе отсутствуют данные об исследовании влияния наночастиц металлов на пролиферативные свойства опухолевых клеток. Целью изобретения является определение эффективности антипролиферативного действия наночастич металлов на моделях линейных и свежевыделенных культур опухолевых клеток.However, in the literature there is no data on the study of the effect of metal nanoparticles on the proliferative properties of tumor cells. The aim of the invention is to determine the effectiveness of the antiproliferative effect of nanoparticle metals on models of linear and freshly isolated tumor cell cultures.

Поставленная цель достигается тем, что используют наночастицы меди, железа или цинка, при этом культуру клеток линии миеломы Х563 инкубируют с указанными наночастицами в течение 30 минут, клетки костномозгового пунктата больных множественной миеломой инкубируют с указанными наночастицами в течение 45 минут при 37°С, а ткань рака легкого культивируют с указанными наночастицами в диффузионных камерах, подшитых в брюшную полость крыс в течение 6 дней.This goal is achieved by using nanoparticles of copper, iron or zinc, while the cell culture of the X563 myeloma line is incubated with the indicated nanoparticles for 30 minutes, the bone marrow punctate cells of patients with multiple myeloma are incubated with the indicated nanoparticles for 45 minutes at 37 ° C, and lung cancer tissue is cultured with these nanoparticles in diffusion chambers stitched into the abdominal cavity of rats for 6 days.

Изобретение "Способ индукции антипролиферативного, цитотоксического эффекта в опухолевых клетках линейных и свежевыделенных культур" является новым, так как оно неизвестно из уровня медицины при исследовании влияния наночастиц металлов на пролиферативную активность и свойства опухолевых клеток.The invention "A method for inducing an antiproliferative, cytotoxic effect in tumor cells of linear and freshly isolated cultures" is new, since it is not known from the medical level when studying the effect of metal nanoparticles on the proliferative activity and properties of tumor cells.

Новизна изобретения заключается в том, что используют наночастицы меди, железа или цинка, при этом культуру клеток линии миеломы Х563 инкубируют с указанными наночастицами в течение 30 минут, клетки костномозгового пунктата больных множественной миеломой инкубируют с указанными наночастицами в течение 45 мин при 37°С, а ткань рака легкого культивируют с указанными наночастицами в диффузионных камерах, подшитых в брюшную полость крыс в течение 6 дней.The novelty of the invention lies in the fact that copper, iron or zinc nanoparticles are used, while the X563 myeloma cell line culture is incubated with the indicated nanoparticles for 30 minutes, the bone marrow puncture cells of patients with multiple myeloma are incubated with the indicated nanoparticles for 45 minutes at 37 ° C, and lung cancer tissue is cultured with the indicated nanoparticles in diffusion chambers stitched into the abdominal cavity of rats for 6 days.

Изобретение является промышленно применимым, так как может быть использовано в здравоохранении при проведении экспериментальных исследований в онкологии.The invention is industrially applicable, as it can be used in healthcare when conducting experimental studies in oncology.

"Способ индукции антипролиферативного и цитотоксического эффектов в опухолевых клетках линейных и свежевыделенных культур" выполняется следующим образом."A method of inducing antiproliferative and cytotoxic effects in tumor cells of linear and freshly isolated cultures" is performed as follows.

1. Влияние инкубации с НЧ на культуру линейных и свежевыделенных клеток миеломы.1. The effect of incubation with NPs on the culture of linear and freshly isolated myeloma cells.

А/. Влияние НЧ на состояние культуры линии миеломных клеток мыши Х563. Суспензионную культуру миеломных клеток мыши (плазмоцитов) линии Х563 в концентрации 0,8×106/мл культивируют в полной культуральной среде. К 50 мкл культуры добавляют по 10 мкл взвеси НЧ меди, железа и цинка (1 мкг/мл) и инкубируют 30 мин в термостате; в контрольную пробу добавляют эквивалентный объем среды. Затем готовят мазки и окрашивают по Романовскому-Гимзе, а также ставят тест с трипановым синим, по результатам которого оценивают процент погибших клеток в каждой пробе и устанавливают, что наибольшей цитотоксичностью обладают НЧ меди, которые вызывают повышение процента погибших клеток с 10% (контроль) до 37% (табл.1). Окрашенные мазки подвергают цитологическому исследованию в светооптическом микроскопе и устанавливают, что клетки культуры после инкубации с НЧ увеличены в размерах, гиперхромны, имеют признаки дистрофических изменений в виде кариопикноза, кариорексиса, кариолизиса, вакуолизации ядра и цитоплазмы, в ряде случаев от клеток остаются «тени» (фиг.1, 2, 3, 4, на которых представлены клетки контрольной культуры Х563 и клетки после действия НЧ цинка, железа и меди соответственно). Максимально выраженные изменения гибели клеток наблюдаются при действии НЧ меди (табл.1).BUT/. The effect of NP on the state of the culture of the X563 mouse myeloma cell line. A suspension culture of mouse myeloma cells (plasmocytes) of the X563 line at a concentration of 0.8 × 10 6 / ml was cultured in a complete culture medium. To 50 μl of culture, add 10 μl of a suspension of NPs of copper, iron and zinc (1 μg / ml) and incubate for 30 min in an incubator; an equivalent volume of medium is added to the control sample. Then smears are prepared and stained according to Romanovsky-Giemsa, and a test with trypan blue is put, according to which the percentage of dead cells in each sample is estimated and it is established that copper NPs have the highest cytotoxicity, which cause an increase in the percentage of dead cells from 10% (control) up to 37% (table 1). The stained smears are subjected to cytological examination under a light-optical microscope and it is established that the culture cells after incubation with NPs are enlarged, hyperchromic, have signs of dystrophic changes in the form of karyopicnosis, karyorexis, karyolysis, vacuolization of the nucleus and cytoplasm, in some cases “shadows” remain from the cells (figure 1, 2, 3, 4, which shows the cells of the control culture X563 and cells after exposure to zinc, iron and copper, respectively). The most pronounced changes in cell death are observed under the influence of copper NPs (Table 1).

Таблица 1Table 1 Влияние инкубации с НЧ металлов на количество погибших и дистрофически измененных клеток культуры Х563The effect of incubation with metal NPs on the number of dead and dystrophically altered cells of the X563 culture ПоказателиIndicators ПробыSamples КонтрольThe control CuCu ZnZn FeFe Погибшие клетки (%)Dead cells (%) 1010 3737 2626 2424 Клетки с дистрофическими изменениями (%)Cells with dystrophic changes (%) 1010 7575 4141 2525 Примечание. Опыт ставили с концентрацией НЧ 1 мкг/мл.Note. The experiment was set with a concentration of NP 1 μg / ml.

Б/. Влияние НЧ металлов на состояние плазматических бластных клеток больных множественной миеломой.B /. The effect of metal NPs on the state of plasma blast cells in patients with multiple myeloma.

Клетки костного мозга больной К. (Диагноз: множественная миелома, выявлена впервые, лечения не проводилось, в стернальном пунктате 24% плазматических бластных клеток) выделяют из стернального пунктата и инкубируют с НЧ меди, железа и цинка в концентрации 1 мкг/мл в течение 45 мин при 37°C. Затем ставят аннексиновый тест для оценки апоптоза и готовят цитологические препараты. Результаты представлены в табл.2. Для оценки гибели клеток использовали аннексиновый тест, а не тест с трипановым синим, так как последний не дает возможности отдифференцировать погибшие плазмобласты от других костномозговых клеток, а в аннексиновом тесте это представляется возможным. В табл.2 представлена суммарная гибель плазмобластов (апоптоз + некроз), а также раздельная по этим двум видам.Bone marrow cells of patient K. (Diagnosis: multiple myeloma, detected for the first time, no treatment, 24% plasma blast cells in sternal puncture) are isolated from sternal puncture and incubated with copper, iron and zinc NPs at a concentration of 1 μg / ml for 45 min at 37 ° C. Then annexin test is put to assess apoptosis and cytological preparations are prepared. The results are presented in table.2. To assess cell death, an annexin test was used, rather than a trypan blue test, since the latter does not make it possible to differentiate dead plasmoblasts from other bone marrow cells, and this seems possible in the annexin test. Table 2 shows the total death of plasmoblasts (apoptosis + necrosis), as well as separate for these two species.

Таблица 2table 2 Влияние инкубации с НЧ металлов на количество погибших и дистрофически измененных плазмобластов стернального пунктата больного множественной миеломойThe effect of incubation with metal NPs on the number of dead and dystrophically altered plasmoblasts of sternal punctate of a patient with multiple myeloma ПробыSamples Погибшие плазматические бластные клетки (%)Dead plasma blast cells (%) Дистрофически измененные плазматические бластные клетки (%)Dystrophically altered plasma blast cells (%) ранний апоптозearly apoptosis поздний апоптозlate apoptosis некрозnecrosis Суммарная гибельTotal death КонтрольThe control 77 55 00 1212 3939 НЧ меди (1 мкг/мл)Copper nanoparticles (1 μg / ml) 14fourteen 14fourteen 55 3333 5959 НЧ цинка (1 мкг/мл)Zinc NP (1 μg / ml) 1212 55 1one 18eighteen 50fifty НЧ железа (1 мкг/мл)LF iron (1 μg / ml) 55 33 00 88 4545 Примечание. Опыт ставили с 100 мкл взвеси клеток и 100 мкл взвеси НЧ.Note. The experiment was performed with 100 μl of cell suspension and 100 μl of NP suspension.

Из табл.2 видно, что инкубация с НЧ меди вызывает повышение процента погибших плазматических бластных клеток с 12 до 33%, при этом стимулируют как апоптоз, так и некроз опухолевых клеток; количество клеток с дистрофическими изменениями также возрастает (с 39 до 59%). Другие НЧ металлов вызывают незначительное повышение гибели опухолевых клеток (цинк) или не вызывают его вообще (железо). Итак, по результатам, полученным как на линейных, так и на свежевыделенных миеломных (плазматических бластных) клетках, НЧ меди обладают максимальным цитотоксическим эффектом и могут найти применение в качестве антипролиферативных средств.From table 2 it is seen that incubation with copper NPs causes an increase in the percentage of dead plasma blast cells from 12 to 33%, while stimulating both apoptosis and necrosis of tumor cells; the number of cells with dystrophic changes also increases (from 39 to 59%). Other metal NPs cause a slight increase in the death of tumor cells (zinc) or do not cause it at all (iron). So, according to the results obtained on both linear and freshly isolated myeloma (plasma blast) cells, copper NPs have the maximum cytotoxic effect and can be used as antiproliferative agents.

2. Влияние НЧ на опухолевые клетки рака легкого, культивируемые в диффузионных камерах (ДК).2. The effect of NP on lung cancer tumor cells cultured in diffusion chambers (DC).

Фрагмент опухоли больного И. (диагноз: периферический рак верхней доли левого легкого, выявлен впервые, лечения не проводилось, гистология: умереннодифференцированный плоскоклеточный рак без ороговения) был взят при проведении операции пневмонэктомии. Опухоль измельчали ножницами, вносили в диффузионные камеры, состоящие из двух пластмассовых колец с наклеенными на них целлюлозными фильтрами (Сынпор, диаметр пор 0,23 мкм), в пространство между которыми вносили взвесь НЧ меди, цинка или железа в концентрации 1 мкг/мл в объеме 0,1 мл; таким образом там находилось 0,1 мкг НЧ. В контрольные камеры вносили равный объем физиологического раствора. Камеры имплантировали в брюшную полость белых беспородных крыс по 3 камеры на каждое животное и оставляли там на 6 дней. Затем камеры извлекали, разделяли на фильтры; фильтры фиксировали 96° этанолом, проводили через спирты с понижающейся концентрацией до дистиллированной воды, после чего окрашивали гематоксилином, проводили по ряду спиртов с повышающейся концентрацией до абсолютного, просветляли в ксилоле и на предметных стеклах заключали в канадский бальзам. Окрашивали гематоксилином. Приготовленные таким образом препараты ксенографтов опухолей исследовали под микроскопом. Полученные результаты представлены на фиг.5, 6, 7, 8 и в табл.3. При просмотре препаратов под микроскопом установлено отсутствие, вплоть до полного, опухолевых клеток при использовании НЧ меди (фиг.5). НЧ цинка вызывает менее выраженное цитотоксическое действие (фиг.6); при действии НЧ железа наблюдались отдельные скопления опухолевых клеток (фиг.7). В контрольных препаратах отмечался сплошной рост опухолевых клеток в виде слоя, покрывающего весь фильтр (фиг.8).Tumor fragment of patient I. (diagnosis: peripheral cancer of the upper lobe of the left lung, detected for the first time, no treatment was performed, histology: moderately differentiated squamous cell carcinoma without keratinization) was taken during pneumonectomy. The tumor was crushed with scissors, introduced into diffusion chambers consisting of two plastic rings with cellulose filters glued on them (Synpor, pore diameter 0.23 μm), into the space between which a suspension of nanoparticles of copper, zinc or iron was introduced at a concentration of 1 μg / ml in volume of 0.1 ml; thus, there was 0.1 μg of LF. An equal volume of saline was added to the control chambers. The cameras were implanted in the abdomen of white outbred rats with 3 cameras for each animal and left there for 6 days. Then the cameras were removed, divided into filters; the filters were fixed with 96 ° ethanol, passed through alcohols with a decreasing concentration to distilled water, after which they were stained with hematoxylin, carried out on a number of alcohols with an increasing concentration to absolute, were clarified in xylene and enclosed in Canadian balsam on glass slides. Hematoxylin stained. Tumor xenograft preparations thus prepared were examined under a microscope. The results are presented in figure 5, 6, 7, 8 and in table.3. When viewing the preparations under a microscope, the absence, up to the full, of tumor cells when using copper NPs was established (Fig. 5). ZN NP causes a less pronounced cytotoxic effect (Fig.6); under the action of iron NPs, individual clusters of tumor cells were observed (Fig. 7). In control preparations, a continuous growth of tumor cells was observed in the form of a layer covering the entire filter (Fig. 8).

Более подробный анализ характера роста клеток в ДК и их состояния под иммерсионным увеличением выявил следующее. При инкубации опухоли с НЧ меди на фильтрах наблюдаются обширные пятна лизиса, в которых видны нити (остатки разрушенных опухолевых клеток). Определяются редкие небольшие россыпи или очажки одиночных опухолевых клеток, большая часть которых дистрофически изменена; в ядрах сохранившихся клеток содержится одно небольшое ядрышко или (реже) несколько мелких пылевидных, что говорит об угнетении процессов белкового синтеза. Изредка встречаются гигантские многоядерные клетки.A more detailed analysis of the nature of cell growth in DCs and their state under immersion increase revealed the following. During the incubation of the tumor with copper NPs, extensive lysis spots are observed on the filters, in which the filaments are visible (the remains of the destroyed tumor cells). Rare small placers or foci of single tumor cells are determined, most of which are dystrophically altered; the nuclei of the preserved cells contain one small nucleolus or (less commonly) several small dust-like ones, which indicates inhibition of protein synthesis processes. Giant multinucleated cells are rare.

Действие НЧ цинка вызывает образование на фильтрах среди зон лизиса очагов однослойной культуры и отдельно лежащих опухолевых клеток с выраженным полиморфизмом и анизоморфизмом. В ядрах клеток содержатся 1-2 небольших ядрышка или несколько пылевидных. В некоторых очагах видны гигантские многоядерные клетки (до 14 в поле зрения).The action of zinc NPs causes the formation of single-layer culture foci and separately lying tumor cells with pronounced polymorphism and anisomorphism on the filters among lysis zones. In the nuclei of cells contain 1-2 small nucleoli or several dust-like. In some foci, giant multinucleated cells are visible (up to 14 in the field of view).

При действии НЧ железа отмечены как небольшие, так и крупные очаги однослойной опухолевой культуры, местами с зачатками многослойности, в которых клетки расположены разреженно, реже плотно. Хорошо выражен клеточный полиморфизм. Ядрышки множественные пылевидные. Встречаются скопления гигантских многоядерных клеток (до 26 в поле зрения) и очаги фибробластоподобных (веретенообразных) клеток. Встречаются также поля и пятна лизиса культуры.Under the action of iron NPs, both small and large foci of a single-layer tumor culture were noted, sometimes with primordia of multilayer, in which the cells are sparse, less often densely. Well-defined cellular polymorphism. The nucleoli are multiple, dusty. There are accumulations of giant multinucleated cells (up to 26 in the field of view) and foci of fibroblast-like (spindle-shaped) cells. There are also fields and spots of culture lysis.

В контрольных ДК отмечен рост крупных очагов однослойной и многослойной культуры с выраженным полиморфизмом клеток. Ядрышки множественные мелкие. Количество гигантских многоядерных клеток - от 3 до 20 в поле зрения.In control DCs, growth of large foci of a single-layer and multi-layer culture with pronounced cell polymorphism was noted. Nucleoli are multiple small. The number of giant multinucleated cells is from 3 to 20 in the field of view.

Подсчет в препаратах процента дистрофически измененных опухолевых клеток с явлениями кариопикноза, кариорексиса, кароилизиса, вакуолизации цитоплазмы и ядра позволил установить, что НЧ меди проявляют наибольшее повреждающее действие на опухолевые клетки, культивируемые в ДК; менее интенсивным действием обладают НЧ цинка и самым слабым - НЧ железа (табл.3).Calculation of the percentage of degeneratively altered tumor cells in the preparations with the phenomena of karyopiknosis, karyorexis, caroylysis, vacuolization of the cytoplasm and nucleus made it possible to establish that copper NPs exhibit the most damaging effect on tumor cells cultured in DC; zinc NPs have a less intense effect and iron NPs have the weakest (Table 3).

Таблица 3.Table 3. Влияние инкубации с НЧ металлов на количество дистрофически измененных клеток рака легкого, культивируемых в диффузионных камерахThe effect of incubation with metal NPs on the number of dystrophically altered lung cancer cells cultured in diffusion chambers ВоздействиеImpact Количество дистрофически измененных клеток (%)The number of dystrophically altered cells (%) ДК №1 (n=10)DK No. 1 (n = 10) ДК №2 (n=10)DK No. 2 (n = 10) ДК №3 (n=10)DK No. 3 (n = 10) М±m (n=30)M ± m (n = 30) КонтрольThe control 20,5±1,920.5 ± 1.9 15,5±0,915.5 ± 0.9 19,0±1,419.0 ± 1.4 18,3±0,8718.3 ± 0.87 НЧ железаLow frequency iron 40,1±3,5*40.1 ± 3.5 * 34,8±4,0*.34.8 ± 4.0 *. 37,9±2,4*37.9 ± 2.4 * 37,6±1,82*37.6 ± 1.82 * НЧ медиCopper bass 93,9±1,6*93.9 ± 1.6 * 95,1±2,3*95.1 ± 2.3 * 91,1±2,3*91.1 ± 2.3 * 93,4±1,09*93.4 ± 1.09 * НЧ цинкаZinc bass 61,7±1,9*61.7 ± 1.9 * 79,1±4,4*79.1 ± 4.4 * 58,1±1,8*58.1 ± 1.8 * 66,3±2,28*66.3 ± 2.28 * Примечание. Подсчет проводили в трех диффузионных камерах (ДК) в каждой в 10 полях зрения; * - статистически достоверные отличия от контроля; жирным шрифтом выделены данные, статистически достоверно превышающие данные всех других проб.Note. The calculation was carried out in three diffusion chambers (DC) in each in 10 fields of view; * - statistically significant differences from control; bold text indicates data that are statistically significantly higher than the data of all other samples.

Таким образом, показано цитотоксическое действие инкубации с наночастицами металлов, наиболее выраженное у НЧ меди, на различные опухолевые клетки, выражающееся в индукции гибели и резком подавлении пролиферации линейных и свежевыделенных культур, что подтверждено различными методами.Thus, the cytotoxic effect of incubation with metal nanoparticles, most pronounced in copper nanoparticles, on various tumor cells, manifested in the induction of death and a sharp suppression of proliferation of linear and freshly isolated cultures, was shown, which was confirmed by various methods.

Технико-экономическая эффективность «Способа индукции антипролиферативного, цитотоксического эффекта в опухолевых клетках линейных и свежевыделенных культур» заключается в том, что использование металлов в виде наночастиц способствует повышению процента гибели опухолевых клеток при исследовании in vitro и в диффузионных камерах, причем процент гибели выше при действии НЧ меди по сравнению с НЧ цинка и железа. Цитологическое исследование также показало увеличение процента дистрофически измененных клеток культуры, инкубированной с НЧ, по сравнению с контролем. Очевиден цитотоксический эффект: НЧ меди стимулируют как апоптоз, так и некроз опухолевых клеток, НЧ цинка усиливают апоптоз. При действии НЧ меди в клетках культуры развиваются дистрофические изменения в виде кариопикноза, кариорексиса, кариолизиса и вакуолизации цитоплазмы и ядра.The technical and economic efficiency of the “Method of inducing an antiproliferative, cytotoxic effect in tumor cells of linear and freshly isolated cultures” lies in the fact that the use of metals in the form of nanoparticles contributes to an increase in the percentage of death of tumor cells in vitro and in diffusion chambers, and the percentage of death is higher when exposed LF of copper compared to LF of zinc and iron. A cytological study also showed an increase in the percentage of dystrophically altered cells of the culture incubated with NPs, compared with the control. The cytotoxic effect is obvious: copper NPs stimulate both apoptosis and necrosis of tumor cells, zinc NPs enhance apoptosis. Under the action of copper NPs, dystrophic changes in the form of karyopiknosis, karyorexis, karyolysis and vacuolization of the cytoplasm and nucleus develop in the cells of the culture.

Claims (1)

Способ индукции антипролиферативного и цитотоксического эффектов в опухолевых клетках линейных и свежевыделенных культур с использованием наночастиц металла, отличающийся тем, что используют наночастицы меди, железа или цинка, при этом культуру клеток линии миеломы Х563 инкубируют с указанными наночастицами в течение 30 мин, клетки костномозгового пунктата больных множественной миеломой инкубируют с указанными наночастицами в течение 45 мин при 37°С, а ткань рака легкого культивируют с указанными наночастицами в диффузионных камерах, подшитых в брюшную полость крыс, в течение 6 дней. A method of inducing antiproliferative and cytotoxic effects in tumor cells of linear and freshly isolated cultures using metal nanoparticles, characterized in that copper, iron or zinc nanoparticles are used, while the X563 myeloma cell line culture is incubated with the indicated nanoparticles for 30 minutes, patients ’bone marrow cells multiple myeloma is incubated with these nanoparticles for 45 min at 37 ° C, and lung cancer tissue is cultured with these nanoparticles in diffusion chambers, according to stitched into the abdominal cavity of rats for 6 days.
RU2008149301/14A 2008-12-15 2008-12-15 Method of antiproliferative and cytotoxic effect induction in tumor cell lines and freshly isolated tumour cell cultures RU2392668C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008149301/14A RU2392668C1 (en) 2008-12-15 2008-12-15 Method of antiproliferative and cytotoxic effect induction in tumor cell lines and freshly isolated tumour cell cultures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008149301/14A RU2392668C1 (en) 2008-12-15 2008-12-15 Method of antiproliferative and cytotoxic effect induction in tumor cell lines and freshly isolated tumour cell cultures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2392668C1 true RU2392668C1 (en) 2010-06-20

Family

ID=42682903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008149301/14A RU2392668C1 (en) 2008-12-15 2008-12-15 Method of antiproliferative and cytotoxic effect induction in tumor cell lines and freshly isolated tumour cell cultures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2392668C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468447C1 (en) * 2011-06-27 2012-11-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ФГБУ "РНИОИ" Минздравсоцразвития России) Method of inducing cytological action on tumour cells
RU2470377C1 (en) * 2011-05-13 2012-12-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ФГБУ "РНИОИ" Минздравсоцразвития России) Method of preventing tumour growth in experiment
RU2506971C1 (en) * 2012-09-21 2014-02-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации Method for tumour growth inhibition in experiment
RU2561294C1 (en) * 2014-05-08 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method for inhibiting pliss lymphosarcoma growth experimentally
US11033579B2 (en) 2015-09-24 2021-06-15 Innolife Co., Ltd. Use of trientine to deliver copper to ischemic tissue

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MI-RAN CHOI et al. A Cellular Trojan Horse for Delivery of Therapeutic Nanoparticles into Tumors // Nano Lett., 2007, 7 (12), pp 3759-3765 реферат, он-лайн [найдено в Интернет на (http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl072209h) 20.10.2009]. BHATTACHARYA R et al. Biological properties of "naked" metal nanoparticles // Adv Drug Deliv Rev. 2008 Aug 17; 60(11):1289-306. Epub 2008 Apr 10. реферат, он-лайн [Найдено в Интернет на www.pubmed.com 27.10.2009], PMID: 18501989 [PubMed - indexed for MEDLINE]. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2470377C1 (en) * 2011-05-13 2012-12-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ФГБУ "РНИОИ" Минздравсоцразвития России) Method of preventing tumour growth in experiment
RU2468447C1 (en) * 2011-06-27 2012-11-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ФГБУ "РНИОИ" Минздравсоцразвития России) Method of inducing cytological action on tumour cells
RU2506971C1 (en) * 2012-09-21 2014-02-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации Method for tumour growth inhibition in experiment
RU2561294C1 (en) * 2014-05-08 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method for inhibiting pliss lymphosarcoma growth experimentally
US11033579B2 (en) 2015-09-24 2021-06-15 Innolife Co., Ltd. Use of trientine to deliver copper to ischemic tissue

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Hydrogen gas improves photothermal therapy of tumor and restrains the relapse of distant dormant tumor
RU2392668C1 (en) Method of antiproliferative and cytotoxic effect induction in tumor cell lines and freshly isolated tumour cell cultures
Dkhil et al. Antioxidant and hepatoprotective role of gold nanoparticles against murine hepatic schistosomiasis
Wang et al. High-throughput single-cell analysis of exosome mediated dual drug delivery, in vivo fate and synergistic tumor therapy
JP6703736B2 (en) Method for examining malignant tumor by detecting abnormally activated cells and apparatus for removing abnormally activated cells and perfusion return
RU2468447C1 (en) Method of inducing cytological action on tumour cells
US9427466B2 (en) Nanoparticle-assisted ultrasound for breast cancer therapy
CN111494417B (en) Application of inducible extracellular vesicles in preparation of medicines for treating tumors
Wang et al. Synthesis of Janus Au nanorods/polydivinylbenzene hybrid nanoparticles for chemo-photothermal therapy
Du et al. Enhanced radiosensitization of ternary Cu 3 BiSe 3 nanoparticles by photo-induced hyperthermia in the second near-infrared biological window
Chen et al. Photo-thermal therapy of bladder cancer with Anti-EGFR antibody conjugated gold nanoparticles
Ranjbary et al. Superparamagnetic iron oxide nanoparticles induce apoptosis in HT-29 cells by stimulating oxidative stress and damaging DNA
CN107884377B (en) Cell exosome-based nanocluster probe and application thereof in preparation of imaging preparation
Toshkova et al. Bioinfluence with Infrared Thermal and Electromagnetic Fields as a Therapeutic Approach of Hamsters with Experimental Graffi Myeloid Tumor
Jing et al. Engineering goat milk-derived extracellular vesicles for multiple bioimaging-guided and photothermal-enhanced therapy of colon cancer
CN107119015B (en) Exosome, preparation method thereof and application thereof in preparation of medicine for treating lung cancer
Toshkova et al. Beneficial Effects of Drossinakis Bio-influence (With Infrared Thermal and Electromagnetic Fields) on the Development of Experimental Graffi Myeloid Tumors in Hamsters. Hematological Studies
Gu et al. Cellular and molecular level mechanisms against electrochemical cancer therapy
Nikolovski et al. Application of iron oxide nanoparticles in contemporary experimental physiology and cell biology research
Fathi et al. L-carnitine in a certain concentration increases expression of cell surface marker CD34 and apoptosis in the rat bone marrow CD34+ hematopoietic stem cells
Chen et al. Selective castration-resistant prostate cancer photothermal ablation with copper sulfide nanoplates
Abdou et al. Biochemical Studies on Some Novel Organometallic Complexes as Anti-Human Prostate Cancer
TWI721352B (en) Nano-particles containing gm3 ganglioside as immunomodulators
CN110279673B (en) AuNP @ PP/poly (I: C), preparation method thereof and application thereof in preparation of drugs for treating glioma
Lu et al. Dipsacus Asperoides-Derived Exosomes-Like Nanoparticles Inhibit the Progression of Osteosarcoma via Activating P38/JNK Signaling Pathway

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111216