ВИВЧЕННЯ IN VITRO ВПЛИВУ ЛАЗЕРНОГО ОПРОМІНЕННЯ У ПОЄДНАННІ З ХІМІОТЕРАПІЄЮ НА КЛІТИНИ КАРЦИНОМИ ЕРЛІХА ТА МАКРОФАГИ
DOI:
https://doi.org/10.32471/oncology.2663-7928.t-24-1-2022-g.10352Ключові слова:
лазерне опромінення, макрофаги, пухлинні клітини, хіміотерапіяАнотація
Наявні підходи до використання лазерів для впливу на пухлини не завжди призводять до задовільних або передбачуваних результатів, що зумовлює необхідність їх удосконалення. Одним із варіантів є поєднане застосування лазерного опромінення та хіміотерапії. Мета: дослідити особливості впливу лазерного випромінювання різної інтенсивності в монорежимі на пухлинні клітини карциноми Ерліха та перитонеальні макрофаги експериментальних тварин, а також оцінити синергізм дії щодо пухлинних клітин світлової стимуляції та низькодозової хіміотерапії. Методи: у дослідженні in vitro використано клітини асцитної карциноми Ерліха та перитонеальні макрофаги інтактних мишей лінії Balb/c. Вивчали вплив на клітини лазерів з довжиною хвилі 660 та 810 нм в монорежимі та у поєднанні з доксорубіцином. Життєздатність клітин оцінювали в МТТ-тесті, функціональну активність макрофагів — за рівнем продукції екзогенної пероксидази та оксиду азоту NO. Статистичну обробку виконували за загальноприйнятими методами варіаційної статистики із застосуванням програми Оrigin 7.5. Результати: під час оцінки цитотоксичного впливу на клітини карциноми Ерліха встановлено, що поєднане застосування доксорубіцину з інфрачервоним лазерним випромінюванням (810 нм) є більш ефективним порівняно із застосуванням кожного підходу в монорежимі. Показник дихальної активності пухлинних клітин за умови впливу лазера в монорежимі становив 0,122 ± 0,002 проти 0,18 ± 0,005 опт. од. у контролі (р ≤ 0,05). Поєднане застосування опромінення з доксорубіцином призводило до суттєвого (р ≤ 0,05) зниження цього показника порівняно як з неопроміненим контролем, так і з опроміненням у монорежимі. Виявлена стимуляція функціональної активності перитонеальних макрофагів інтактних мишей під впливом лазерного випромінювання з довжиною хвилі 660 та 810 нм в монорежимі. Висновки: показана безпечність поєднаного застосування низьких доз доксорубіцину з лазерним світлом довжиною хвилі 660 нм або 810 нм. Застосування інфрачервоного лазера (810 нм) у поєднанні з доксорубіцином є більш перспективною комбінацією для цитотоксичного впливу на пухлинні клітини карциноми Ерліха.
Посилання
Oncology. Selected lectures for students and doctors. VF Chekhun (eds). Kyiv: Zdorovʺya Ukrayiny, 2010: 583–593.
Gamaleya NF, Kutsenok VV, Chekhun VF. The use of 5-aminolevulinic acid in photodynamic therapy and diagnosis of tumors. Oncology 2003; 5(3): 239–43.
Chekhun VF. Priority results of the RE Kavetsky Institute of Experimental Pathology, Oncology and Radiobiology NAS of Ukraine. Nauka ta naukoznavstvo 2014; (1): 46–57.
Wang K, Yu B, Pathak JL. An update in clinical utilization of photodynamic therapy for lung cancer. J Cancer 2021; 12 (4): 1154–60. doi:10.7150/jca.51537.
Tsai SR, Hamblin MR. Biological effects and medical applications of infrared radiation. J Photochem Photobiol B 2017; 170: 197–207. doi:10.1016/j.jphotobiol.2017.04.014.
Tam SY, Tam VCW, Ramkumar S, et al. Review on the cellular mechanisms of low-level laser therapy use in oncology. Front Oncol 2020; 10: 1255. doi.org/10.3389/fonc.2020.01255.
Del Vecchio A, Tenore G, Luzi MC, et al. Laser photobiomodulation (PBM) — a possible new frontier for the treatment of oral cancer: a review of in vitro and in vivo studies. Healthcare (Basel) 2021; 9 (2): 134. doi:10.3390/healthcare9020134.
Hamblin MR, Nelson ST, Strahan JR. Photobiomodulation and cancer: what is the truth? Photomed Laser Surg 2018; 36 (5): 241–5. doi:10.1089/pho.2017.4401.
Peng Y, Su Z, Wang X, et al. Near-infrared light laser-triggered release of doxorubicin and sorafenib from temperature sensitive liposomes for synergistic therapy of hepatocellular carcinoma. J Biomed Nanotechnol 2020; 16 (9): 1381–93. doi: 10.1166/jbn.2020.2975.
de Lima RDN, Vieira SS, Antonio EL, et al. Low-level laser therapy alleviates the deleterious effect of doxorubicin on rat adipose tissue-derived mesenchymal stem cells. J Photochem Photobiol B 2019; 196: 111512. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2019.111512.
Ottaviani G, Martinelli V, Rupel K, et al. Laser therapy inhibits tumor growth in mice by promoting immune surveillance and vessel normalization. EBioMedicine 2016; 11: 165–72. doi:10.1016/j.ebiom.2016.07.028.
Liang WZ, Liu PF, Fu E, et al. Selective cytotoxic effects of low-power laser irradiation on human oral cancer cells. Lasers Surg Med 2015; 47 (9): 756–64. doi: 10.1002/lsm.22419.
Fernandes KP, Souza NH, Mesquita-Ferrari RA, et al. Photobiomodulation with 660-nm and 780-nm laser on activated J774 macrophage-like cells: effect on M1 inflammatory markers. J Photochem Photobiol B 2015; 153: 344–51. doi:10.1016/j.jphotobiol.2015.10.015.
Souza NH, Ferrari RA, Silva DF, et al. Effect of low-level laser therapy on the modulation of the mitochondrial activity of macrophages. Braz J Phys Ther 2014; 18 (4): 308–14. doi:10.1590/bjpt-rbf.2014.0046.
de Castro MS, Miyazawa M, Nogueira ESC, et al. Photobiomodulation enhances the Th1 immune response of human monocytes. Lasers Med Sci 2022; 37 (1): 135–48. doi: 10.1007/s10103-020-03179-9.
Zhang J, Sun J, Zheng Q, et al. Low-level laser therapy 810-nm up-regulates macrophage secretion of neurotrophic factors via PKA-CREB and promotes neuronal axon regeneration in vitro. J Cell Mol Med 2020; 24 (1): 476–87. doi:10.1111/jcmm.14756.
Chen Y, Zhang L, Li F, et al. Combination of chemotherapy and photodynamic therapy with oxygen self-supply in the form of mutual assistance for cancer therapy. Int J Nanomedicine 2021; 16: 3679–94. doi:10.2147/IJN.S298146.
Zecha JA, Raber-Durlacher JE, Nair RG, et al. Low-level laser therapy/photobiomodulation in the management of side effects of chemoradiation therapy in head and neck cancer: part 2: proposed applications and treatment protocols. Support Care Cancer 2016; 24 (6): 2793–805. doi:10.1007/s00520-016-3153-y.
Zafari J, Zadehmodarres S, Javani Jouni F, et al. Investigation into the Effect of photodynamic therapy and cisplatin on the cervical cancer cell line (A2780). J Lasers Med Sci. 2020; 11 (1): S85–S91. doi:10.34172/jlms.2020.S14.
Feitosa IB, Mori B, Teles CBG, Costa AGD. What are the immune responses during the growth of Ehrlich’s tumor in ascitic and solid form? Life Sci 2021; 264: 118578. doi: 10.1016/j.lfs.2020.118578.
Kruts OO, Chumak AV, Fedosova NI, et al. Prospects for using the phenomenon of macrophages plasticity to evaluate the efficiency of cancer therapy Oncology 2020; 22 (1–2): 26–31. doi: 10.32471/oncology.2663-7928.t-22-1-2020-g.8830.
Ohno M, Abe T. Rapid colorimetric assay for the quantification of leukemia inhibitory factor (LIF) and interleukin-6 (IL-6). J Immunol Meth 1991; 145: 199–203.
Dompe C, Moncrieff L, Matys J, et al. Photobiomodulation-underlying mechanism and clinical applications. J Clin Med 2020; 9 (6): 1724. doi:10.3390/jcm9061724.
Farivar S, Malekshahabi T, Shiari R. Biological effects of low level laser therapy. J Lasers Med Sci 2014; 5 (2): 58–62.
Shirazian S, Keykha E, Pourshahidi S, Ebrahimi H. Effects of 660 nm and 810 nm low-power diode laser on proliferation and invasion of oral cancer cells in cell culture media. Photochem Photobiol 2021; 97 (3): 618–26. doi: 10.1111/php.13351.
da Silva JL, Silva-de-Oliveira AFS, Andraus RAC, Maia LP. Effects of low level laser therapy in cancer cells-a systematic review of the literature. Lasers Med Sci 2020; 35 (3): 523–9. doi: 10.1007/s10103-019-02824-2.
Djavid GE, Goliaie B, Nikoofar A. Analysis of radiomodulatory effect of low-level laser irradiation by clonogenic survival assay. Photomed Laser Surg 2015; 33 (9): 452–59. doi:10.1089/pho.2015.3893.
Sperandio FF, Simes A, Corra L, et al. Low-level laser irradiation promotes the proliferation and maturation of keratinocytes during epithelial wound repair. J. Biophotonics 2015; 8: 795–803. doi: 10.1002/jbio.201400064.
Pestell RG. New roles of cyclin D1. Am J Pathol 2013; 183 (1): 3–9. doi:10.1016/j.ajpath.2013.03.001.
Levchenko SM, Kuzmin AN, Pliss A, et al. Cellular transformations in near-infrared light-induced apoptosis in cancer cells revealed by label-free CARS imaging. J Biophotonics 2019; 12 (12): e201900179. doi: 10.1002/jbio.201900179.
Pennisi R, Musarra-Pizzo M, Velletri T, et al. Cancer-related intracellular signalling pathways activated by doxorubicin/cyclodextrin-graphene-based nanomaterials. Biomolecules 2022; 12 (1): 63. doi:10.3390/biom12010063.
Bensadoun RJ, Epstein JB, Nair RG, et al. World Association for Laser Therapy (WALT). Safety and efficacy of photobiomodulation therapy in oncology: a systematic review. Cancer Med 2020; 9 (22): 8279–300. doi: 10.1002/cam4.3582.
