Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2024. Том 69. № 3
DOI:10.33266/1024-6177-2024-69-3-26-34
Л.А. Ромодин1, Е.И. Яшкина1, А.А. Московский2
ФЛУОРИМЕТРИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ РИБОКСИНА,
МЕДНОГО ХЛОРОФИЛЛИНА, ТРОЛОКСА И РАСТВОРИМОЙ ФОРМЫ ИНДРАЛИНА НА РОСТОВЫЕ СВОЙСТВА КЛЕТОК А549 В КУЛЬТУРЕ
1 Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России, Москва
2 Российский биотехнологический университет, Москва
Контактное лицо: Леонид Александрович Ромодин, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
РЕФЕРАТ
В настоящее время наиболее часто в качестве экспериментальной модельной системы в биологических исследованиях используют культуры клеток. Однако для корректного планирования исследований с использованием данной модельной системы требуется учитывать множество аспектов. Так, для возможности правильной оценки действия радиозащитных препаратов на клетки предварительно нужно изучить влияние данных веществ на свойства клеток в культуре. И главным таким свойством для работ с использованием планшетных ридеров является способность клеток к адгезии на дне планшета и скорость пролиферации клеток. Настоящая работа посвящена изучению влияния рибоксина (инозина), медного хлорофиллина, тролокса и индралина на ростовые свойства клеток в культуре на примере клеточной линии A549 – аденокарциномы лёгкого человека. Рибоксин, хлорофиллин и тролокс являются перспективными соединениями с точки зрения изучения их радиозащитных свойств. Индралин – это эталонный классический радиопротектор. В настоящем исследовании использована его водорастворимая форма, содержащая винную кислоту, для возможности растворения индралина в воде. Эксперимент заключался в инкубации клеток линии A549 в течение суток в растворе рибоксина (инозина), медного хлорофиллина, тролокса или винной кислоты концентрацией 2 мМ или в смеси 2 мМ винной кислоты и 1,9 мМ индралина с последующей оценкой содержания клеток в пробах по сравнению с клетками, инкубированными без внесения указанных веществ, на основании флуоресценции красителя Hoechst-33342. Дополнительный эксперимент с хлорофиллином заключался в инкубации уже прикрепившихся ко дну планшета клеток с хлорофиллином в диапазоне концентраций 50–500 мкМ в течение 2,5 ч с последующей оценкой содержания оставшихся в планшете клеток. Все изучаемые вещества статистически значимо показали снижение содержания клеток в пробах по cравнению с контролем. В наибольшей степени снижение содержания клеток наблюдалось в пробе с хлорофиллином, в наименьшей – с рибоксином. В результате дополнительного опыта по инкубации уже прикрепившихся клеток в растворе хлорофиллина концентрациями 50–500 мкМ было показано, что данное вещество дозозависимо угнетает адгезивные свойства клеток линии A549. При этом хлорофиллин уже в концентрации 50 мкМ статистически значимо снижал содержание клеток в пробе после отмывки лунок планшета по сравнению с контрольной пробой. Снижение содержания клеток в пробе, содержащей смесь индралина и винной кислоты, было статистически значимо более выраженным, чем вызванное инкубацией в растворе только винной кислоты. То есть, признанный радиопротектор индралин продемонстрировал выраженное угнетение ростовых свойств клеток линии A549. На основании полученной информации можно сделать вывод о том, что при планировании будущих исследований изученных в настоящей работе веществ на модели культуры клеток необходимо учитывать тот факт, что они угнетают рост клеточной культуры.
Ключевые слова: культура клеток, A549, рибоксин, медный хлорофиллин, тролокс, индралин, винная кислота, оценка влияния
Для цитирования: Ромодин Л.А., Яшкина Е.И., Московский А.А. Флуориметрическая оценка влияния рибоксина, медного хлорофиллина, тролокса и растворимой формы индралина на ростовые свойства клеток А549 в культуре // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2024. Т. 69. № 3. С. 26–34. DOI:10.33266/1024-6177-2024-69-3-26-34
Список литературы
1. Lei G., Zhang Y., Koppula P., Liu X., Zhang J., Lin S.H., Ajani J.A., Xiao Q., Liao Z., Wang H., Gan B. The Role of Ferroptosis in Ionizing Radiation-Induced Cell Death and Tumor Suppression // Cell Research. 2020. Vol.30. P.146–162. doi: 10.1038/s41422-019-0263-3.
2. Raitanen J., Barta B., Hacker M., Georg D., Balber T., Mitterhauser M. Comparison of Radiation Response between 2D and 3D Cell Culture Models of Different Human Cancer Cell Lines // Cells. 2023. Vol.12. No.3. P.360. doi: 10.3390/cells12030360.
3. Jooyan N., Mortazavi S.M.J., Goliaei B., Faraji-Dana R. Indirect Effects of Interference of Two Emerging Environmental Contaminants on Cell Health: Radiofrequency Radiation and Gold Nanoparticles // Chemosphere. 2024. Vol.349. P.140942. doi: 10.1016/j.chemosphere.2023.140942.
4. Pustovalova M., Astrelina capital Te C., Grekhova A., Vorobyeva N., Tsvetkova A., Blokhina T., Nikitina V., Suchkova Y., Usupzhanova D., Brunchukov V., Kobzeva I., Karaseva capital Te C., Ozerov I.V., Samoylov A., Bushmanov A., Leonov S., Izumchenko E., Zhavoronkov A., Klokov D., Osipov A.N. Residual GammaH2AX Foci Induced by Low Dose X-Ray Radiation in Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells Do Not Cause Accelerated Senescence in the Progeny of Irradiated Cells // Aging. 2017. Vol.9. No.11. P.2397–2410. doi: 10.18632/aging.101327.
5. Ромодин Л.А., Яшкина Е.И., Московский А.А. Флуориметрическая оценка влияния яблочной, янтарной и аскорбиновой кислот на ростовые свойства клеток А549 в культуре // Медицинская радиобиология и радиационная безопасность. 2024. Т.69. №1. С.28–32. doi: 10.33266/1024-6177-2024-69-1-28-32.
6. Сычёва Л.П., Рождественский Л.М., Лисина Н.И., Шлякова Т.Г., Зорин В.В. Антимутагенная активность и гепатопротекторное действие противолучевых препаратов // Медицинская генетика. 2020. Т.19. №9(218). С.81–82. doi: 10.25557/2073-7998.2020.09.81-82.
7. Сычёва Л.П., Лисина Н.И., Щеголева Р.А., Рождественский Л.М. Антимутагенное действие противолучевых препаратов в эксперименте на мышах // Радиационная биология. Радиоэкология. 2019. Т.59. №4. С.88–393. doi: 10.1134/S086980311904012X.
8. Гудков С.В., Гудкова О.Ю., Штаркман И.Н., Гапеев А.Б., Чемерис Н.К., Брусков В.И. Гуанозин и инозин как природные генопротекторы для клеток крови мышей при воздействии рентгеновского излучения // Радиационная биология. Радиоэкология. 2006. Т.46. №6. С.713–718.
9. Попова Н.Р., Гудков С.В., Брусков В.И. Природные пуриновые соединения как радиозащитные средства // Радиационная биология. Радиоэкология. 2014. Т.54. №1. С.38–49. doi: 10.7868/S0869803114010135.
10. Hou B., Xu Z.W., Yang C.W., Gao Y., Zhao S.F., Zhang C.G. Protective Effects of Inosine on Mice Subjected to Lethal Total-Body Ionizing Irradiation // Journal of Radiation Research. 2007. Vol.48. No.1. P.57–62. doi: 10.1269/jrr.06067.
11. Blanco J.M., Caamano O., Fernandez F., Rodriguez-Borges J.E., Balzarini J., de Clercq E. Carbocyclic Analogues of Nucleosides from bis-(Hydroxymethyl)-Cyclopentane: Synthesis, Antiviral and Cytostatic Activities of Adenosine, Inosine and Uridine Analogues // Chemical & pharmaceutical bulletin. 2003. Vol.51. No.9. P.1060–1063. doi: 10.1248/cpb.51.1060.
12. Зерний Е.Ю., Головастова М.О., Бакшеева В.Е., Кабанова Е.И., Ишутина И.Е., Ганчарова О.С., Гусев А.Е., Савченко М.С., Лобода А.П., Сотникова Л.Ф., Замятнин А.А., Филиппов П.П., Сенин И.И. Изменения биохимических свойств слезной жидкости при развитии хронической формы синдрома сухого глаза в посленаркозный период // Биохимия. 2017. Т.82. №1. С.137–148.
13. McClain D.E., Kalinich J.F., Ramakrishnan N. Trolox Inhibits Apoptosis in Irradiated MOLT-4 Lymphocytes // FASEB Journal: Official Publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 1995. Vol.9. No.13. P.1345–1354. doi: 10.1096/fasebj.9.13.7557025.
14. Jiang S.J., Xiao X., Li J., Mu Y. Lycium Barbarum Polysaccharide-Glycoprotein Ameliorates Ionizing Radiation-Induced Epithelial Injury by Regulating Oxidative Stress and Ferroptosis Via the Nrf2 Pathway // Free Radical Biology & Medicine. 2023. Vol.204. P.84–94. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2023.04.020.
15. Sangsuwan T., Pour Khavari A., Blomberg E., Romell T., Godoy P., Harms-Ringdahl M., Haghdoost S. Oxidative Stress Levels and DNA Repair Kinetics in Senescent Primary Human Fibroblasts Exposed to Chronic Low Dose Rate of Ionizing Radiation // Frontiers in Bioscience. 2023. Vol.28. No.11. P.296. doi: 10.31083/j.fbl2811296.
16. Ding S.S., Sun P., Zhang Z., Liu X., Tian H., Huo Y.W., Wang L.R., Han Y., Xing J.P. Moderate Dose of Trolox Preventing the Deleterious Effects of Wi-Fi Radiation on Spermatozoa In vitro through Reduction of Oxidative Stress Damage // Chinese Medical Journal. 2018. Vol.131. No.4. P.402–412. doi: 10.4103/0366-6999.225045.
17. Zakharova O.D., Frolova T.S., Yushkova Y.V., Chernyak E.I., Pokrovskiy A.G., Pokrovskiy M.A., Morozov S.V., Sinitsina O.I., Grigor’ev I.A., Nevinskiy G.A. Antioxidant and Antitumor Activity of Trolox, Trolox Succinate, and Alpha-Tocopheryl Succinate Conjugates with Nitroxides // European Journal of Medicinal Chemistry. 2016. Vol.122. P.127–137. doi: 10.1016/j.ejmech.2016.05.051.
18. Поздеев А.В., Лысенко Н.П. Повышение радиационной устойчивости организма млекопитающих при применении препаратов хлорофилла в условиях радиоактивного загрязнения окружающей среды // Известия Международной академии аграрного образования. 2018. Выпуск 42. Т.2. С.60–62.
19. Поздеев А.В., Гугало В.П. Влияние препарата хлорофилла на содержание малонового диальдегида при радиационной патологии // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2012. №2. С.107–109.
20. Kumar S.S., Shankar B., Sainis K.B. Effect of Chlorophyllin against Oxidative Stress in Splenic Lymphocytes in Vitro and in Vivo // Biochimica et Biophysica Acta. 2004. Vol.1672. No.2. P.100–111. doi: 10.1016/j.bbagen.2004.03.002.
21. Geric M., Gajski G., Mihaljevic B., Miljanic S., Domijan A.M., Garaj-Vrhovac V. Radioprotective Properties of Food Colorant Sodium Copper Chlorophyllin on Human Peripheral Blood Cells in Vitro // Mutation Research. Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 2019. Vol.845. P.403027. doi: 10.1016/j.mrgentox.2019.02.008.
22. Morales-Ramirez P., Mendiola-Cruz M.T. In Vivo Radioprotective Effect of Chlorophyllin on Sister Chromatid Exchange Induction in Murine Spermatogonial Cells // Mutation Research. 1995. Vol.344. No.1-2. P.73–78. doi: 10.1016/0165-1218(95)90041-1.
23. Morales-Ramirez P., Garcia-Rodriguez M.C. In Vivo Effect Of Chlorophyllin On Gamma-Ray-Induced Sister Chromatid Exchange in Murine Bone Marrow Cells // Mutation Research. 1994. Vol.320. No.4. P.329–334. doi: 10.1016/0165-1218(94)90085-x.
24. Abraham S.K., Sarma L., Kesavan P.C. Role of Chlorophyllin as an in Vivo Anticlastogen: Protection Against Gamma-Radiation and Chemical Clastogens // Mutation Research. 1994. Vol.322. No.3. P.209–212. doi: 10.1016/0165-1218(94)90008-6.
25. Zimmering S., Olvera O., Hernandez M.E., Cruces M.P., Arceo C., Pimental E. Evidence for a Radioprotective Effect of Chlorophyllin in Drosophila // Mutation Research. 1990. Vol.245. No.1. P.47–49. doi: 10.1016/0165-7992(90)90024-e.
26. Ромодин Л.А., Лысенко Н.П. Радиопротекторное действие препаратов на основе хлорофилла // Биофизика. 2022. Т.67. №1. С.96–104. doi: 10.31857/S0006302922010094.
27. Chiu L.C., Kong C.K., Ooi V.E. The Chlorophyllin-Induced Cell Cycle Arrest and Apoptosis in Human Breast Cancer MCF-7 Cells is Associated with ERK Deactivation and Cyclin D1 Depletion // International Journal of Molecular Medicine. 2005. Vol.16. No.4. P.735–740.
28. Chimploy K., Diaz G.D., Li Q., Carter O., Dashwood W.M., Mathews C.K., Williams D.E., Bailey G.S., Dashwood R.H. E2F4 and Ribonucleotide Reductase Mediate S-phase Arrest in Colon Cancer Cells Treated with Chlorophyllin // International Journal of Cancer. 2009. Vol.125. No.9. P.2086–2094. doi: 10.1002/ijc.24559.
29. Thiyagarajan P., Kavitha K., Thautam A., Dixit M., Nagini S. Dietary Chlorophyllin Abrogates TGFbeta Signaling to Modulate the Hallmark Capabilities of Cancer in an Animal Model of Forestomach Carcinogenesis // Tumour Biology: the Journal of the International Society for Oncodevelopmental Biology and Medicine. 2014. Vol.35. No.7. P.6725–6737. doi: 10.1007/s13277-014-1849-5.
30. Das J., Samadder A., Mondal J., Abraham S.K., Khuda-Bukhsh A.R. Nano-Encapsulated Chlorophyllin Significantly Delays Progression OF Lung Cancer both in in Vitro and in Vivo Models through Activation of Mitochondrial Signaling Cascades and Drug-DNA Interaction // Environmental Toxicology and Pharmacology. 2016. Vol.46. P.147–157. doi: 10.1016/j.etap.2016.07.006.
31. Sun S., Zhang Y., Xu W., Yang R., Guo J., Guan S., Ma Q., Ma K., Xu J. Chlorophyllin Inhibits Mammalian Thioredoxin Reductase 1 and Triggers Cancer Cell Death // Antioxidants. 2021. Vol.10. No.11. P.1733. doi: 10.3390/antiox10111733.
32. Ильин Л.А., Рудный Н.М., Суворов Н.Н., Чернов Г.А., Антипов В.В., Васин М.В., Давыдов Б.И., Михайлов П.П. Индралин – радиопротектор экстренного действия. Противолучевые свойства, фармакология, механизм действия, клиника. Москва: Вторая типография Министерства здравоохранения Российской Федерации, 1994. 436 с.
33. Васин М.В. Препарат Б-190 (индралин) в свете истории формирования представлений о механизме действия радиопротекторов // Радиационная биология. Радиоэкология. 2020. Т. 60. №4. С.378–395. doi: 10.31857/S0869803120040128.
34. Ромодин Л.А., Никитенко О.В., Бычкова Т.М., Зрилова Ю.А., Родионова Е.Д., Бочаров Д.А. Радиопротекторные свойства рибоксина (инозина) и индралина при внешнем облучении // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2023. Т.176. №11. С.585–588. doi: 10.47056/0365-9615-2023-176-11-585-588.
35. Легеза В.И., Гребенюк А.Н., Заргарова Н.И. К вопросу об эффективности применения радиопротекторов различного механизма действия при поражениях, типичных для радиационных аварий (экспериментальное исследование) // Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2013. №1. С.42–47.
36. Гребенюк А.Н., Мясников В.А., Зацепин В.В., Аксенова Н.В., Быков В.Н., Сидоров Д.А. Сравнительное изучение эффективности гепарина, интерлейкина-1β, β-эстрадиола и индометофена в качестве радиопротекторов при остром облучении // Вестник Российской Военно-медицинской академии. 2011. Т.4(36). С.101–104.
37. Филимонова М.В., Шевченко Л.И., Макарчук В.М., Чеснакова Е.А., Изместьева О.С., Корнеева Т.С., Филимонов А.С. Радиозащитные свойства ингибитора NO-синтаз Т1023: I. Показатели противолучевой активности и взаимодействие с другими радиопротекторами // Радиационная биология. Радиоэкология. 2015. Т.55. №3. С.250–259. doi: 10.7868/S0869803115030042.
38. Zhang Y., Huang Q., Xu Q., Jia C., Xia Y. Pimavanserin Tartrate Induces Apoptosis and Cytoprotective Autophagy and Synergizes with Chemotherapy on Triple Negative Breast Cancer // Biomedicine & Pharmacotherapy. 2023. Vol.168. P.115665. doi: 10.1016/j.biopha.2023.115665.
39. Lecureur V., Le Thiec A., Le Meur A., Amiot L., Drenou B., Bernard M., Lamy T., Fauchet R., Fardel O. Potassium Antimonyl Tartrate Induces Caspase- and Reactive Oxygen Species-Dependent Apoptosis in Lymphoid Tumoral Cells // British Journal of Haematology. 2002. Vol.119. No.3. P.608–615. doi: 10.1046/j.1365-2141.2002.03863.x.
40. Lecureur V., Lagadic-Gossmann D., Fardel O. Potassium Antimonyl Tartrate Induces Reactive Oxygen Species-Related Apoptosis in Human Myeloid Leukemic HL60 Cells // International Journal of Oncology. 2002. Vol.20. No.5. P.1071–1076.
41. Chang S.H., Lee A.Y., Yu K.N., Park J., Kim K.P., Cho M.H. Dihydroergotamine Tartrate Induces Lung Cancer Cell Death through Apoptosis and Mitophagy // Chemotherapy. 2016. Vol.61. No.6. P.304–312. doi: 10.1159/000445044.
42. Elmetwalli A., Hashish S.M., Hassan M.G., El-Magd M.A., El-Naggar S.A., Tolba A.M., Salama A.F. Modulation of the Oxidative Damage, Inflammation, and Apoptosis-Related Genes by Dicinnamoyl-L-tartaric Acid in Liver Cancer // Naunyn-Schmiedeberg’s Archives of Pharmacology. 2023. Vol.396. No.11. P.3087–3099. doi: 10.1007/s00210-023-02511-8.
43. Fuchs H., Jahn K., Hu X., Meister R., Binter M., Framme C. Breaking a Dogma: High-Throughput Live-Cell Imaging in Real-Time with Hoechst 33342 // Advanced Healthcare Materials. 2023. Vol.12. No.20. P.e2300230. doi: 10.1002/adhm.202300230.
44. Cordeiro M.M., Filipe H.A.L., Santos P.D., Samelo J., Ramalho J.P.P., Loura L.M.S., Moreno M.J. Interaction of Hoechst 33342 with POPC Membranes at Different pH Values // Molecules. 2023. Vol.28. No.15. P.5640. doi: 10.3390/molecules28155640.
45. Васин М.В., Ушаков И.Б. Потенциальные пути повышения устойчивости организма к поражающему действию ионизирующего излучения с помощью радиомитигаторов // Успехи современной биологии. 2019. Т.139. №3. С.235–253. doi: 10.1134/S0042132419030098.
46. Srinivasan S., Torres A.G., Ribas de Pouplana L. Inosine in Biology and Disease // Genes. 2021. Vol.12. No.4. P.600. doi: 10.3390/genes12040600.
47. Журавлёв А.И., Зубкова С.М. Антиоксиданты. Свободнорадикальная патология, старение. Второе издание, исправленное и дополненное. М.: Белые альвы, 2014. 304 с.
48. Журавлёв А.И. Квантовая биофизика животных и человека: свечение живых тканей. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. 400 с.
49. Hutchison J.C., Evans J., Edgell T.A., Nie G., Gardner D.K., Salamonsen L.A. Detrimental Actions of Obesity-Associated Advanced Glycation End-Products on Endometrial Epithelial Cell Proliferation are Alleviated by Antioxidants // Reproductive Biomedicine Online. 2023. Vol.47. No.1. P.35–50. doi: 10.1016/j.rbmo.2023.01.021.
50. Raj M.H., Abd Elmageed Z.Y., Zhou J., Gaur R.L., Nguyen L., Azam G.A., Braley P., Rao P.N., Fathi I.M., Ouhtit A. Synergistic Action of Dietary Phyto-Antioxidants on Survival and Proliferation of Ovarian Cancer Cells // Gynecologic Oncology. 2008. Vol.110. No.3. P.432–438. doi: 10.1016/j.ygyno.2008.05.001.
51. Asay S., Graham A., Hollingsworth S., Barnes B., Oblad R.V., Michaelis D.J., Kenealey J.D. Gamma-Tocotrienol and Alpha-Tocopherol Ether Acetate Enhance Docetaxel Activity in Drug-Resistant Prostate Cancer Cells // Molecules. 2020. Vol.25. No.2. P.398. doi: 10.3390/molecules25020398.
52. Liu K.Y., Wang Q., Nakatsu C.H., Jones-Hall Y., Jiang Q. Combining Gamma-Tocopherol and Aspirin Synergistically Suppresses Colitis-Associated Colon Tumorigenesis and Modulates the Gut Microbiota in Mice, and Inhibits the Growth of Human Colon Cancer Cells // European Journal of Pharmacology. 2023. Vol.946. P.175656. doi: 10.1016/j.ejphar.2023.175656.
53. Ardelt B., Kunicki J., Traganos F., Darzynkiewicz Z. Chlorophyllin Protects Cells from the Cytostatic and Cytotoxic Effects of Quinacrine Mustard but Not of Nitrogen Mustard // International Journal of Oncology. 2001. Vol.18. No.4. P.849–853. doi: 10.3892/ijo.18.4.849.
54. Kouvaris J.R., Kouloulias V.E., Vlahos L.J. Amifostine: the First Selective-Target and Broad-Spectrum Radioprotector // The Oncologist. 2007. Vol.12. No.6. P.738–747. doi: 10.1634/theoncologist.12-6-738.
55. Бузган Н.Г., Семененко О.Ф., Доросевич А.Е. Влияние холино-адренорецепторов на становление и развитие немелкоклеточного рака лёгкого // Вопросы онкологии. 2016. Т.62. №5. С.694–700.
56. Фатюхина О.Е., Колокольцова Т.Д., Трошкова Г.П. Оценка безопасности метода лазерно-индуцированной флюоресценции на модели культуры диплоидных клеток человека // Клеточные технологии в биологии и медицине. 2007. Т.4. С.203–206.
57. Поволяева О.С., Чадаева А.А., Луницин А.В., Юрков С.Г. Штаммы диплоидных клеток лёгкого летучей мыши Pipistrellus pipistrellus и их пермиссивность к орбивирусам (Reoviridae: Orbivirus) – возбудителям трансмиссивных болезней животных // Вопросы вирусологии. 2022. Т.67. №3. С.227–236. doi: 10.36233/0507-4088-114.
PDF (RUS) Полная версия статьи
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Исследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда № 23-24-00383, https://rscf.ru/project/23-24-00383/.
Участие авторов. Cтатья подготовлена с равным участием авторов.
Поступила: 20.01.2024. Принята к публикации: 27.02.2024.