Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2025. Том 70. № 2
DOI:10.33266/1024-6177-2025-70-2-35-39
М.В. Пустовалова1, 2, В.Д. Некрасов1, Е.В. Андреев3, 4, И.Н. Фадейкина3, 4,
С.В. Леонов1, А.Н. Нечаев3, 4, А.Н. Осипов1, 2, 3
СИНТЕЗИРОВАННЫЕ С ПОМОЩЬЮ Β-ЦИКЛОДЕКСТРИНА
НАНОЧАСТИЦЫ СЕРЕБРА И ЗОЛОТА
КАК РАДИОСЕНСИБИЛИЗАТОРЫ ПРИ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
1 Московский физико-технический институт, Московская обл., Долгопрудный
2 Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России, Москва
3 Объединенный институт ядерных исследований, Московская обл., Дубна
4 Государственный университет «Дубна», Московская обл., Дубна
Контактное лицо: Андреян Николаевич Осипов, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Реферат
Цель: 1) Синтез и характеризация наночастиц серебра и золота, стабилизированных β-циклодекстрином. 2) Оценка влияния синтезированных наночастиц на выраженность радиобиологических эффектов в облученных клетках рака молочной железы (РМЖ).
Материал и методы: Наночастицы золота и серебра синтезировали с использованием β-циклодекстрина в качестве восстановителя и стабилизатора. В работе были использованы клеточные линии РМЖ человека MDA-MB-231 (ER-/PR-/ EGFR+/ HER2-) и MCF7 (ER+/ PR+/ EGFR-/ HER2-). Клетки облучали на рентгеновской биологической установке РУБ РУСТ-М1 (Россия), оснащенной двумя рентгеновскими излучателями, при мощности дозы 0,85 Гр/мин, напряжении 200 кВ, токе 5,0 мА, фильтре 1,5 мм Al. Наночастицы вносили за 24 ч до облучения в концентрации 0,5 мг/л. Клетки без наночастиц использовались в качестве контроля. Для оценки радиобиологических эффектов анализировали фокусы белка-маркера повреждений ДНК (γН2АХ) через 1 и 24 ч после облучения. Статистический и математический анализ данных проводили с использованием программного обеспечения GraphPad Prism 9.0.2.161 (GraphPad Software). Статистическую значимость оценивали с использованием дисперсионного анализа (ANOVA).
Результаты: Показана эффективная радиосенсибилизация клеток рака молочной железы (РМЖ) линий MDA-MB-231 и MCF7 с помощью наночастиц золота и серебра, синтезированных на основе β-циклодекстрина. Полученные результаты свидетельствуют о достижении статистически значимых результатов уже при концентрации 0,5 мг/л, что как минимум в 20 раз меньше концентраций, используемых ранее для достижения значимого эффекта.
Ключевые слова: рак молочной железы, лучевая терапия, радиосенсибилизаторы, наночастицы серебра, наночастицы золота, β-циклодекстрин
Для цитирования: Пустовалова М.В., Некрасов В.Д., Андреев Е.В., Фадейкина И.Н., Леонов С.В., Нечаев А.Н., Осипов А.Н. Синтезированные с помощью β-циклодекстрина наночастицы серебра и золота как радиосенсибилизаторы при лучевой терапии рака молочной железы // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2025. Т. 70. № 2. С. 35–39. DOI:10.33266/1024-6177-2025-70-2-35-39
Список литературы
1. Arnold M., Morgan E., Rumgay H., Mafra A., Singh D., Laversanne M., et al. Current and Future Burden of Breast Cancer: Global Statistics for 2020 and 2040. Breast. 2022;66:15-23. doi: 10.1016/j.breast.2022.08.010.
2. Chen Y., Yang J., Fu S., Wu J. Gold Nanoparticles as Radiosensitizers in Cancer Radiotherapy. Int J Nanomedicine. 2020;15:9407-30. doi: 10.2147/IJN.S272902.
3. Jackson N., Cecchi D., Beckham W., Chithrani D.B. Application of High-Z Nanoparticles to Enhance Current Radiotherapy Treatment. Molecules. 2024;29;11:24-38. doi: 10.3390/molecules29112438.
4. Khan M.J., Ahmad A., Zamzami M.A., Siddiqui S., Khan M.A. Bidirectional Approach of β-Cyclodextrin-Capped Silver Nanoparticles: Reduction in Toxicity and Enhancement in Antibacterial Activity. Clean Technologies and Environmental Policy. 2023;26;11:3955-64. doi: 10.1007/s10098-023-02618-9.
5. Osipov A., Chigasova A., Yashkina E., Ignatov M., Vorobyeva N., Zyuzikov N., et al. Early and Late Effects of Low-Dose X-ray Exposure in Human Fibroblasts: DNA Repair Foci, Proliferation, Autophagy, and Senescence. International Journal of Molecular Sciences. 2024;25;15:8253. doi: 10.3390/ijms25158253.
6. Osipov A.A., Chigasova A.K., Yashkina E.I., Ignatov M.A., Vorobyеva N.Y., Osipov A.N. Link Between Cellular Senescence and Changes in The Number and Size of Phosphorylated Histone H2ax Foci in Irradiated Human Fibroblasts. Medical Radiology and Radiation Safety. 2024;69;3:13-8. doi: 10.33266/1024-6177-2024-69-3-13-18.
7. Babayan N.S., Guryev D.V., Vorobyeva N.Y., Grigoryan B.A., Tadevosyan G.L., Apresyan L.S., et al. Colony-Forming Ability and Residual Foci of DNA Repair Proteins in Human Lung Fibroblasts Irradiated with Subpicosecond Beams of Accelerated Electrons. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2021;172;1:22-5. doi: 10.1007/s10517-021-05323-z.
8. Van Oorschot B., Oei A.L., Nuijens A.C., Rodermond H., Hoeben R., Stap J., et al. Decay of Gamma-H2AX Foci Correlates with Potentially Lethal Damage Repair and P53 Status in Human Colorectal Carcinoma Cells. Cell Mol Biol Lett. 2014;19;1:37-51. doi: 10.2478/s11658-013-0113-0.
9. Sorokin M., Kholodenko R., Grekhova A., Suntsova M., Pustovalova M., Vorobyeva N., et al. Acquired Resistance to Tyrosine Kinase Inhibitors May be Linked with the Decreased sensitivity to X-ray Irradiation. Oncotarget. 2017;9;4:5111-24. doi: 10.18632/oncotarget.23700.
10. Olive P.L. Retention of γH2AX Foci as an Indication of Lethal DNA Damage. Radiotherapy and Oncology. 2011;101;1:18-23. doi: 10.1016/j.radonc.2011.05.055.
11. Saito K., McGehee K., Norikane Y. Size-Controlled Synthesis of Cyclodextrin-Capped Gold Nanoparticles for Molecular Recognition Using Surface-Enhanced Raman Scattering. Nanoscale Advances. 2021;3;11:3272-8. doi: 10.1039/d1na00125f.
12. Paramelle D., Sadovoy A., Gorelik S., Free P., Hobley J., Fernig D.G. A Rapid Method to Estimate the Concentration of Citrate Capped Silver Nanoparticles from UV-Visible Light Spectra. The Analyst. 2014;139;19:4855-4861. doi: 10.1039/c4an00978a.
13. Haiss W., Thanh N.T.K., Aveyard J., Fernig D.G. Determination of Size and Concentration of Gold Nanoparticles from UV−Vis Spectra. Analytical Chemistry. 2007;79;11:4215-21. doi: 10.1021/ac0702084.
14. Mirzayans R., Andrais B., Scott A., Wang Y.W., Weiss R.H., Murray D. Spontaneous Gammah2ax Foci in Human Solid Tumor-Derived Cell Lines in Relation to p21WAF1 and WIP1 Expression. International Journal of Molecular Sciences. 2015;16;5:11609-28. doi: 10.3390/ijms160511609.
15. Merkher Y., Kontareva E., Bogdan E., Achkasov K., Maximova K., Grolman J.M., et al. Encapsulation and Adhesion of Nanoparticles as a Potential Biomarker for TNBC Cells Metastatic Propensity. Sci Rep. 2023;13;1:12289. doi: 10.1038/s41598-023-33540-1.
16. Thompson E.A., Graham E., MacNeill C.M., Young M., Donati G., Wailes E.M., et al. Differential Response of MCF7, MDA-MB-231, and MCF 10A Cells to Hyperthermia, Silver Nanoparticles and Silver Nanoparticle-Induced Photothermal Therapy. International Journal of Hyperthermia. 2014;30;5:312-23. doi: 10.3109/02656736.2014.936051.
17. Nosrati H., Salehiabar M., Charmi J., Yaray K., Ghaffarlou M., Balcioglu E., et al. Enhanced in Vivo Radiotherapy of Breast Cancer Using Gadolinium Oxide and Gold Hybrid Nanoparticles. ACS Applied Bio Materials. 2023;6;2:784-92. doi: 10.1021/acsabm.2c00965.
PDF (RUS) Полная версия статьи
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Радиобиологические исследования выполнены при поддержке Российского научного фонда (проект № 24-45-20002, https://rscf.ru/project/24-45-20002/). Синтез и характеризация наночастиц выполнены в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (№ 1024011000011-7-1.4.2;3.5.2 Конъюгаты борсодержащих квантовых точек с биовекторами для диагностики и бор-нейтронозахватной терапии поверхностных злокачественных опухолей (FEEM-2024-0011)).
Участие авторов. Cтатья подготовлена с равным участием авторов.
Поступила: 20.12.2024. Принята к публикации: 25.01.2025.