Ефективність протипухлинної дії гібридних нанокомплексів залежить від часу їхньої взаємодії з клітинами аденокарциноми Ерліха

Abstract

Показано значимість часу інкубації пухлинних клітин з гібридними нанокомплексами (НК) на основі наночастинок ортованадатів рідкісноземельних елементів GdYVO 4 :Eu 3+ і холестерину в забезпеченні ефективности пригнічення росту аденокарциноми Ерліха (АКЕ). Клітини АКЕ інкубували з НК упродовж 1, 2, 3 і 4 годин, після чого оцінювали їхнє накопичення в клітинах за опомогою конфокального лазерного мікроскопа LSM 510 META, показники мітохондріяльного дихання (МТТ-тест) і кількість апоптотичних/некротичних клітин. Використання конфокальної мікроскопії уможливило визначити динаміку та ступінь накопичення НК в різних субпопуляціях клітин АКЕ. Встановлено, що НК здатні зв'язуватися лише з окремими субпопуляціями АКЕ. Інтенсивність флюоресценції НК у клітинах АКЕ досягала максимуму на третю годину інкубації. У цей же термін встановлено максимальне порушення дихальної функції мітохондрій і статистично значуще збільшення кількости клітин у стані пізнього апоптозу (An+/PI+) і некрозу (An-/PI+) в порівнянні з контролем. Такі зміни в клітинах АКЕ in vitro сприяли максимальній реалізації НК протипухлинного ефекту in vivo, судячи з показника інгібіції росту пухлини, який саме після трьох годин інкубації був максимальним і складав близько 70%. Встановлено переважне накопичення НК у CD44+-субпопуляції АКЕ з надвисокою інтенсивністю експресії цього маркера (CD44 high -клітини). Це підтверджує, що реалізації антипроліферативних властивостей гібридних НК можуть здійснюватися шляхом інгібіції функції пухлинних клітин зі стовбуровим потенціялом. Здатність НК до одночасної візуалізації туморогенних клітин пухлини й інгібіції її росту уможливлюють розглядати цей тип наноматеріялів у якості перспективних тераностичних засобів. ________________________________________________________________________________________ The significance of an incubation time of tumour cells with hybrid nanocomplexes (NCs) based on nanoparticles of orthovanadates of the rare-earth elements GdYVO 4 : Eu 3+ and cholesterol in inhibiting the growth of Ehrlich’s adenocarcinoma (EAC) is shown. The EAC cells were incubated with NCs for 1, 2, 3, and 4 hours, afterwards, their accumulation in cells was evaluated using a LSM 510 META confocal laser microscope, and there were assessed mitochondrial respiration (MTT test) as well as number of apoptotic/necrotic cells. Using confocal microscopy, it is possible to determine the dynamics and degree of accumulation of NCs in different subpopulations of EAC cells. It is established that NCs are able to contact only individual EAC subpopulations. The fluorescence intensity of NCs in EAC cells approaches the maximum at 3 hours of incubation, which is accompanied by a significant decrease in cell mitochondrial respiration and a statistically significant increase in late apoptosis (An+/PI+) and necrosis (An-/PI+) cells compared with the control. Such changes in EAC cells in vitro contributed to the maximum mplementation of the NCs antitumour effect in vivo, judging by the inhibition of tumour growth, were maximal after about three hours of incubation and were about 70%. The predominant accumulation of NCs in the CD44+ subpopulation of EAC with ultrahigh expression intensity of this marker (CD44 high -cells) is established. This confirms that the implementation of the antiproliferative properties of hybrid NCs can be accomplished by inhibiting the function of tumour cells with stem potential. The ability of NCs to simultaneously visualize tumour cells and inhibit its growth makes it possible to consider this type of nanomaterials as promising theranostic agents.