ВИЗНАЧЕННЯ ВПЛИВУ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ПАРАМЕТРІВ ПРОВЕДЕННЯ ФОТОБІОМОДУЛЯЦІЇ ТА ФОТОДИНАМІЧНОЇ ТЕРАПІЇ ДЛЯ КУЛЬТУР КЛІТИН РАКУ ПЕРЕДМІХУРОВОЇ ТА МОЛОЧНОЇ ЗАЛОЗИ РІЗНОГО СТУПЕНЯ ЗЛОЯКІСНОСТІ
DOI:
https://doi.org/10.32471/oncology.2663-7928.t-23-4-2021-g.9946Ключові слова:
доксорубіцин, клітинні лінії, лазерне опромінення, рак молочної залози, рак передміхурової залози, фотобіомодуляція, фотодинамічна терапіяАнотація
Мета: дослідити особливості впливу лазерного випромінювання різної інтенсивності на клітини ліній раку передміхурової залози (РПЗ) та раку молочної залози (РМЗ), а також оцінити можливість поєднання світлової стимуляції (фотобіомодуляції) та лікування методами фотодинамічної та хіміотерапії для синергетичної дії на пухлинні клітини. Об’єкт і методи: у дослідженні використані клітини ліній РПЗ різного ступеня злоякісності (LNCaP та DU-145) та РМЗ (MCF-7). Для опромінення клітин використовували випромінювання напівпровідникового лазерного приладу (Фотоніка Плюс, Україна) з довжинами хвиль 405, 445, 660, 635 та 810 нм. Потужність світлового випромінювання вимірювали за допомогою вимірювача оптичного випромінювання Ophir Optronics (CША). Для клітин РПЗ в якості фотосенсибілізатора використовували 5-амінолевуленову кислоту (5-ALA) (1 мМоль), РМЗ — доксорубіцин (DOX) в концентрації 1 мкг/мл. Статистичний аналіз результатів проводили з використанням пакету програмного забезпечення Statistiсa 6.0. Результати: на клітинах ліній РПЗ (LNCaP та DU-145) встановлено, що найбільш оптимальними для отримання найвищої фотодинамічної активності 5-ALA є наступні параметри лазерного випромінювання: довжина хвиль — 405 нм, час опромінення — 10 хв, щільність потужності — 20 мВ/см2. Цитотоксичний вплив DOX на клітини РМЗ (MCF-7) підвищується з використанням лазерного випромінювання з довжиною хвиль 445 нм, що співпадає з піком поглинання DOX. Додаткове використання лазерного випромінювання з довжиною хвилі 810 нм в якості фотобіомодуляції перед введенням хіміопрепарату дозволяє підвищити його загальний токсичний вплив на клітини MCF-7. Висновки: використання лазерного випромінювання з довжиною хвилі, що точно співпадає з піком поглинання хіміопрепаратів, дозволяє посилити їх токсичний вплив без підвищення дози та збільшення часу опромінення. Додаткове використання лазерного опромінення для фотобіомодуляції збільшує загальний токсичний вплив хіміопрепарату на пухлинні клітини.
Посилання
Allison RR, Bagnato VS, Sibata CH. Future of oncologic photodynamic therapy. Future Oncol 2010; 6 (6): 929–40.
Lanzafame RJ. Photobiomodulation: an enlightened path emerges. Photomed Laser Surg 2013; 31 (7): 299–300.
Hasan T, Ortel B, Solban N, Pogue B. Photodynamic therapy of cancer. Cancer Med 2003: 7: 537–48.
Hamblin MR, Carroll JD, de Freitas LF, et al. Low-level light therapy: photobiomodulation. 2018
Wilson BC, Patterson MS, Lilge L. Implicit and explicit dosimetry in photodynamic therapy: a new paradigm. Lasers Med Sci 1997; 12 (3): 182–99.
Chepurna O, Shton I, Kholin V, et al. Photodynamic therapy with laser scanning mode of tumor irradiation. В: 16th Conference on optical fibers and their applications. International society for optics and photonics; 2015: 98161F-98161F.
Castano AP, Demidova TN, Hamblin MR. Mechanisms in photodynamic therapy: part one — photosensitizers, photochemistry and cellular localization. Photodiagnosis Photodyn Ther 2004; 1 (4): 279–93.
Marmur ES, Schmults CD, Goldberg DJ. A review of laser and photodynamic therapy for the treatment of nonmelanoma skin cancer. Dermatol Surg 2004; 30: 264–71.
Mitra S, Foster TH. Photophysical parameters, photosensitizer retention and tissue optical properties completely account for the higher photodynamic efficacy of meso-tetra-hydroxyphenyl-chlorin vs photofrin. Photochem Photobiol 2005; 81 (4): 849–59.
Mitra S. Photodynamic therapy: biophysical mechanisms and molecular responses. PhD thesis. University of Rochester, Rochester, New York, 2004. 260 р.
de Faria CM, Costa CS, Bagnato VS. Photobiomodulation effects on photodynamic therapy in HNSCC cell lines. J Photochem Photobiol B: Biol 2021; 217: 112170. DOI: 10.1016/j.jphotobiol.2021.112170.
Hatakeyama T, Murayama Y, Komatsu S, et al. Efficacy of 5-aminolevulinic acid-mediated photodynamic therapy using light-emitting diodes in human colon cancer cells. Oncol Rep 2021; 29 (3): 911–6.
Kutsevol N, Naumenko A, Harahuts Y, et al. New hybrid composites for photodynamic therapy: synthesis, characterization and biological study. Appl Nanosci 2019; 9: 881–8.
Kutsevol N, Kuziv Y, Bezugla T, et al. Application of new multicomponent nanosystems for overcoming doxorubicin resistance in breast cancer therapy. Appl Nanosci 2021; 1–11.
