БІОМАГНЕТИЗМ ЧУТЛИВИХ ТА РЕЗИСТЕНТНИХ ДО ЦИТОСТАТИКІВ ЗЛОЯКІСНИХ ПУХЛИН ПІСЛЯ ВВЕДЕННЯ ФЕРОМАГНІТНОГО НАНОКОМПОЗИТУ
DOI:
https://doi.org/10.32471/exp-oncology.2312-8852.vol-44-no-4.19093Ключові слова:
пухлина, магнетизм, SQUID-магнітометрія, лікарська резистентність, феромагнітні наночастинкиАнотація
Мета: Магнітні сигнали, які надходять від живих організмів, незалежно від біологічного виду, є важливими біофізичними показниками. Дослідження цих показників є дуже актуальним і перспективним напрямком для візуалізації пухлинного процесу та створення технологій з використанням штучного інтелекту, коли мова йде про злоякісні новоутворення, у першу чергу резистентні до хіміотерапії. Тому в цій роботі ми оцінили магнітні сигнали, які надходять від експериментальних злоякісних пухлин різного гістогенезу та чутливості до цитостатиків. Матеріали та методи: Як моделі пухлинного росту на щурах-самицях лінії Wistar використовували чутливу та резистентну до доксорубіцину карциносаркому Walker-256, а також чутливу та резистентну до цисплатину карциному Герена. Магнетизм пухлин, печінки та серця визначали за допомогою SQUID-магнітометрії безконтакт¬ним методом, використовуючи спеціально розроблені комп’ютерні програми. Окрім того, деяким експериментальним тваринам вводили одноразово внутрішньовенно феромагнітний нанокомпозит (Ferroplat) та через 1 год визначали біомагнетизм. Результати: Магнітні сигнали, які надходять від резистентних пухлин в експоненційній фазі росту, були або достовірно вищими, або фіксувалася чітка тенденція до їх збільшення порівняно з чутливою пухлиною. Внутрішньовенне введення Ferroplat мінімум на порядок підвищувало біомагнетизм, особливо в резистентній пухлині. Водночас магнітний сигнал печінки та серця практично відповідав магнітному шуму. Висновки: Застосування SQUID-магнітометрії з використанням у якості контрастного агента феромагнітних наночастинок є перспективним підходом до візуалізації злоякісних новоутворень з різним ступенем чутливості до хіміотерапії.
Посилання
Rivas J, Bañobre-López M, Piñeiro-Redondo Y, et al. Magnetic nanoparticles for application in cancer therapy. J Magnet Magnet Mat 2012; 324: 3499–502. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2012.02.075
Arriortua OK, Garaio E, Herrero de la Parte B, et al. Antitumor magnetic hyperthermia induced by RGD-functionalized Fe3O4 nanoparticles, in an experimental model of colorectal liver metastases. Beilstein J Nanotechnol 2016; 7: 1532–42. https://doi.org/10.3762/bjnano.7.147
Chang D, Lim M, Goos JACM, et al. Biologically targeted magnetic hyperthermia: potential and limitations. Front Pharmacol 2018; 9: 831. doi: 3389/fphar.2018.00831
Balejcikova L, Molcan M, J.Kovac J, et al. Hyperthermic effect in magnetoferritin aqueous colloidal solution. J Mol Liq 2019; 283: 39–44. doi: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.03.023
Jose J, Kumar R, Harilal S, et al. Magnetic nanoparticles for hyperthermia in cancer treatment: an emerging tool. Envir Sci Poll Res 2020; 27: 19214–25. doi: https://doi.org/10.1007/s11356-019-07231-2
Chao Y, Chen G, Liang Ch, et al. Iron nanoparticles for low-power local magnetic hyperthermia in combination with immune checkpoint blockade for systemic antitumor therapy. Nano Lett 2019; 19: 4287–96. doi: https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b00579
Kwon S-H, Faruque HA, Kee H, et al. Exosome-based hybrid nanostructures for enhanced tumor targeting and hyperthermia therapy. Coll Surf B: Biointerfaces 2021; 205: 111915. doi: https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2021.111915
Patitsa M, Karathanou K, Kanaki Z, Tzioga L. Magnetic nanoparticles coated with polyarabic acid demonstrate enhanced drug delivery and imaging properties for cancer theranostic applications. Sci Rep 2017; 7: 775. doi: https://doi.org/10.1038/s41598-017-00836-y
Khafaji M, Zamani M, Vossoughi M, Iraji zad A. Doxorubicin/cisplatin-loaded superparamagnetic nanoparticles as a stimuli-responsive co-delivery system for chemo-photothermal therapy. Int J Nanomed 2019; 14: 8769–86. doi: https://doi.org/10.2147/ijn.s226254
Lee S-Ju, Kim J-J, Kang K-Yu. Enhanced anti-tumor immunotherapy by silica-coated magnetic nanoparticles conjugated with ovalbumin. Int J Nanomed 2019; 14: 8235–49. doi: https://doi.org/10.2147/ijn.s194352
Angeli JPF, Friedmann, Krysko DV, Conrad M. Ferroptosis at the crossroads of cancer-acquired drug resistance and immune evasion. Nat Rev Cancer 2019; 19: 405–14. doi: https://doi.org/10.1038/s41568-019-0149-1
Baxevanis CN, Fortis SP, Ardavanis A, Perez SA. Exploring essential issues for improving therapeutic cancer vaccine trial design. Cancers 2020; 12: 2908. doi: https://doi.org/10.3390/cancers12102908
Gao A, Hu X-L, Saeed M, et al. Overview of recent advances in liposomal nanoparticle-based cancer immunotherapy. Acta Pharm Sin 2019; 40: 1129–37. doi: https://doi.org/10.1038/s41401-019-0281-1
Li K, Lu L, Xue Ch, et al. Polarization of tumor-associated macrophage phenotype via porous hollow iron nanoparticles for tumor immunotherapy in vivo. Nanoscale 2020; 12: 130–44. doi: https://doi.org/10.1039/c9nr06505a
Asadujjaman M, Cho KH, Jang DJ. Nanotechnology in the arena of cancer immunotherapy. Arch Pharm Res 2020; 43: 58–79. doi: https://doi.org/10.1007/s12272-020-01207-4
Gupta J, Safdari HA, Hoque M. Nanoparticle mediated cancer immunotherapy. Semin Cancer Biol 2021; 69: 307–24. doi: 20.1016/j.semcancer.2020.03.015
Yang M, Li J, Gu P, Fan X. The application of nanoparticles in cancer immunotherapy: Targeting tumor microenvironment. Bioact Mater 2020; 6: 1973–87. doi: https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2020.12.010
Yao Y, Zhou Y, Liu L, et al. Nanoparticle-based drug delivery in cancer therapy and its role in overcoming drug resistance. Front Mol Biosci 2020; 7: 193. doi: https://doi.org/10.3389/fmolb.2020.00193
Todor IN, Lukianova NYu, Primin MA, et al. Biomagnetism of rats with Guerin’s carcinoma after injection of ferromagnetic nanocomposite (Ferroplat): contactless measurement. Exp Oncol 2020; 42: 204–7. doi: https://doi.org/10.32471/exp-oncology.2312-8852.vol-42-no-3.14918
Chekhun VF, Lukianova NYu, Todor IM, et al. Pharmacokinetics and biological effects of ferromagnetic nanocomposite in rats with sensitive and ddp-resistant Guerin’s carcinoma. Toxi App Phar Insig 2018; 1: 1–8.
Chekhun VF, Lukianova NYu, Burlaka AP, et al. Iron metabolism disturbances in the MCF-7 human breast cancer cells with acquired resistance to doxorubicin and cisplatin. Intern J Oncol 2013; 43: 1481–6. doi: https://doi.org/10.3892/ijo.2013.2063
Chekhun V, Lukianova N, Demash D, et al. Manifestation of key molecular genetic markers in pharmacocorrection of endogenous iron metabolism in MCF-7 and MCF-7/DDP human breast cancer cells. CellBio 2013; 3: 217–27. doi: https://doi.org/10.4236/cellbio.2013.24025
Chekhun VF, Yurchenko OV, Naleskina LA, et al. In vitro modification of cisplatin cytotoxicity with magnetic fluid. Exp Oncol 2013; 35: 15–9.
Chekhun VF, Todor IN, Lukianova NY, et al. Influence of ferromagnetic nanocomposite (ferroplat) on human breast cancer cells of different malignancy degrees: pro/antioxidant balance and energy metabolism. Exp Oncol 2018; 40: 268–74.
Abedini-Nassab R, Pouryosef Miandoab M, Șaşmaz M. Microfluidic synthesis, control, and sensing of magnetic nanoparticles: a review. Micromachines 2021; 12: 768. doi: https://doi.org/10.3390/mi12070768
Araύjo JFDF, Carvalho HR, Louro SRW, et al. SQUID and Hall Effect magnetometers for detecting and characterizing nanoparticles used in biomedical applications. Brazil J Phys 2022; 52: 46. doi: https://doi.org/10.1007/s13538-022-01057-z
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Експериментальна онкологія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
