ВПЛИВ LAPONITE НА АКТИВНІСТЬ ЕНЗИМІВ ТА РЕДОКС-СТАН ПУХЛИНИ І ОРГАНІВ СИСТЕМИ ДЕТОКСИКАЦІЇ МИШЕЙ З КАРЦИНОМОЮ ЕРЛІХА
DOI:
https://doi.org/10.15407/oncology.2024.02.125Ключові слова:
лапоніт, матриксні металопротеїнази, наночастинки, окисно- відновний стан, орнітиндекарбоксилаза, протипухлинний препарат, рибонуклеазиАнотація
Лапоніт (Laponite, Lap) — синтетичний глинистий мінерал, представлений дископодібними нанопластинками. Lap (нативний або кислотно- активований) можна використовувати для інкорпорації медичних сполук, зокрема протипухлинних препаратів. Мета: дослідження рівнів швидкості генерування супероксидних радикалів (СР), активності рибонуклеаз (РНКаз), желатиназ і орнітиндекарбоксилази (ОДК) в асцитній рідині, пухлинній тканині, печінці, нирках інтактних мишей і мишей з карциномою Ерліха під дією Lap. Об’єкт і методи: використовували очищений гелеутворюючий Lap класу XLG з емпіричною формулою Si8Mg5.45Li0.4H4O24Na0.7. Кислотну активацію Lap (зразки кLap) проводили з використанням сірчаної кислоти. Лабораторні досліди проводили на безпородних мишах з перещепленою карциномою Ерліха в асцитній та солідній формах. Проведено визначення швидкості утворення СР методом електронного парамагнітного резонансу, активність РНКаз і матриксних металопротеїназ визначали зимографією в поліакриламідному гелі, активність ОДК визначали спектрофотометрично, статистичну обробку результатів проводили за t-критерієм Стьюдента. Результати: порівняльний аналіз даних щодо швидкості генерування СР та активності желатиназ в тканинах печінки, нирок, пухлинних клітинах тварин з солідною або асцитною формами карциноми Ерліха показав, що введення нативного Lap призводило до помітного зниження швидкості генерування СР у тканині печінки (в 1,7 раза) та в асцитній рідині (в 1,5 раза) порівняно з показниками групи мишей, яким сполуки не вводили. Крім того, введення нативного Lap призводило до зниження активності желатиназ в пухлинних клітинах: у мишей з асцитною карциномою Ерліха в 2,4 раза, з солідною — в 1,9 раза порівняно з контрольними тваринами. Менш значущі ефекти спостерігали при введенні кLap. Не виявлено достовірної різниці між показниками активності РНКаз та ОДК під впливом Lap та кLap порівняно з інтактними мишами та мишами-пухлиноносіями. Висновки: в модельному експерименті на безпородних мишах з карциномою Ерліха встановлено, що нативний Lap та кLap суттєво не впливають на показники окисно-відновного стану, активність РНКаз, желатиназ і ОДК в пухлинних клітинах, печінці та нирках. Це свідчить про безпеку їх використання для сприяння доставці протипухлинних препаратів.
Посилання
Basso J, Miranda A, Nunes S, et al. Hydrogel-based drug delivery nanosystems for the treatment of brain tumors. Gels 2018; 4 (3): doi: 10.3390/gels4030062.
Goncharuk O, Samchenko Y, Sternik D, et al. Thermosen- sitive hydrogel nanocomposites with magnetic laponite nanoparticles. Applied Nanoscience 2020; 10: 4559–69. doi: 11007/s13204-020-01388-w.
Kalaydina RV, Bajwa K, Qorri B, et al. Recent advances in “smart” delivery systems for extended drug release in cancer International journal of nanomedicine 2018; 13: 4727–4745. doi: 10.2147/IJ 68053.
Sepantafar M, Maheronnaghsh R, Mohammadi H, et al. Engineered hydrogels in cancer therapy and diagno Trends in biotechnology 2017; 35 (11): 1074–87. doi: 10.1016/j. tibtech.2017.06.015.
Kalia Polymeric hydrogels as smart biomaterials. In: Springer Series on Polymer and Composite Materials Springer, International Publishing 2016. doi: 10.1007/978-3-319- 25322-0.
Singh T, Laverty G, Donnelly Hydrogels: design, synthesis and application in drug delivery and regenerative medicine. CRC Press, 2018. doi: 10.1201/9781315152226.
Jung H, Kim HM, Choy YB, et al. Laponite-based nano- hybrid for enhanced solubility and controlled release of Int J Pharm 2008; 349 (1–2): 283–90. doi: 10.1016/j.ij .08.008.
Das A, Uppaluri R, Das Feasibility of poly-vinyl alcohol/ starch/glycerol/citric acid composite films for wound dressing applications. Int J Biol Macromol 2019; 131: 998–1007. doi: 10.1016/j.ij mac.2019.03.160.
Samoylenko O, Korotych O, Manilo M, et al. Biomedical applications of laponite®-based nanomaterials and formu- In: Soft Matter Systems for Biomedical Applications. Springer International Publishing 2022, 385–452. doi: 10.1007/978-3-030-80924-9_15.
Wang S, Zhou L, Zheng Y, et al. Synthesis and biocompatibility of two-dimensional Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2019; 583: 124004. doi: 10.1016/j.colsurfa.2019.124004.
Nakamura H, Takada K. Reactive oxygen species in cancer: Current findings and future directions. Cancer Science 2021; 112 (10): 3945–52. doi: 11111/cas.15068.
Zhang Y, Wong Are mitochondria the main contributor of reactive oxygen species in cells?. J Exp Biol 2021; 224 (Pt 5): jeb221606. doi: 10.1242/jeb.221606.
Singh R, Manna PP. Reactive oxygen species in cancer progression and its role in Exploration of Medicine 2022; 3 (1): 43–57. doi: 10.37349/emed.2022.00073.
Wang Q, Cui H, Gan N, et al. Recent advances in matrix metalloproteinases-responsive nanoprobes for cancer diagnosis and Reviews in Analytical Chemistry 2022; 41 (1): 198–216. doi: 10.1515/revac-2022-0044.
Kalali The role of the matrix metalloproteinase-9 gene in tumor development and metastasis: a narrative review. Global Medical Genetics 2023; 10 (2): 48–53. doi: 10.1055/ s-0043-1768166.
Mrówczyńska E, Mazurkiewicz E, Mazur Gelatin zymo- graphy to detect gelatinase activity in melanoma cells. J Vis Exp 2022; (181): 10.3791/63278. doi: 10.3791/63278.
Lee VT, Sondermann H, Winkler Nano-RNases: oli- go- or dinucleases?. FEMS Microbiol Rev 2022; 46 (6): fuac038. doi: 10.1093/femsre/fuac038.
Wang Y, Abrol R, Mak JYW, et al. Histone deacetylase 7: a signalling hub controlling development, inflammation, metabolism and FEBS J 2023; 290 (11): 2805–32. doi: 10.1111/febs.16437.
Eller CH, Raines RT. Antimicrobial synergy of a ribonuclease and a peptide secreted by human c ACS Infect Dis 2020; 6 (11): 3083–8. doi: 10.1021/acsinfecdis.0c00594.
Acquati F, Mortara L, De Vito A, et al. Innate immune response regulation by the human RNASET2 tumor sup-pressor Front Immunol 2019; 10: 2587. doi: 10.3389/ fi 19.02587.
Artman M, Fry M, Engelberg The preparation and characterization of ribonucleic acid obtained by direct phenol extraction of intact cells of Escherichia coli from low ionic environment. Biochem Biophys Res Commun 1966; 25 (1): 49–53. doi: 10.1016/0006-291x(66)90638-3.
Jackson LK, Brooks HB, Osterman AL, et al. Altering the reaction specificity of eukaryotic ornithine decarboxylase. Biochemistry 2000; 39 (37): 11247–57. doi: 10.1021/bi
Brooks HB, Phillips MA. Characterization of the reaction mechanism for Trypanosoma brucei ornithine decarboxy- lase by multiwavelength stopped-flow spectros Biochemistry 1997; 36 (49): 15147–55. doi: 10.1021/bi971652b.
Pegg A Regulation of ornithine decarboxylase. J Biol Chem 2006; 281 (21): 14529–32. doi: 10.1074/jbc.R500031200.
Directive 2010/63/EU of the European Parliament and the Council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes. Official Journal of the European Union L 2010; 276: 33–79.
Burlaka AP, Sidorik EP, Ganusevich II, et al. High formation of superoxide anion and nitric oxide, and matrix metallo- proteinases activity in vascular wall of rectal carcinoma Exp Oncol 2006; 28 (4): 323–5.
Shlyakhovenko VО, Samoylenko ОА, Verbinenko AV, Sta- khovsky EO. Ribonuclease activity as possible diagnostic and prognosis marker of prostate Oncology 2021; 23 (3): 130–7. doi: 10.32471/oncology.2663-7928.t-23-3- 2021-g.9665.
Burlaka AP, Virko SV, Grygorenko VM, et al. The changes of no level and RNase activity in tumor tissue accompanying the progression of prostate cancer. Exp Oncol 2022; 44 (2): 159–62. doi: 132471/exp-oncology.2312-8852.vol-44-no- 2.17785.
DeClerck YA, Perez N, Shimada H, et al. Inhibition of invasion and metastasis in cells transfected with an inhibitor of Cancer Res 1992; 52 (3): 701–8.
Samoylenko ОА, Stakhovsky EO, Vitruk YV, et al. Ornithine decarboxylase activity in prostate Exp Oncol 2021; 43 (1): 46–51. doi: 10.32471/exp-oncology.2312-8852.vol- 43-no-1.16011.
Luqman S, Masood N, Srivastava S, et al. A modifi d spectro-photometric and methodical approach to find novel inhibitors of ornithine decarboxylase enzyme: a path through the maze. Research square 2013. doi: 10.1038/protex.2013.045.
