Наночастицы серебра и золота, синтезированные с помощью β-циклодекстрина, как радиосенсибилизаторы при лучевой терапии рака молочной железы

Маргарита Витальевна Пустовалова,Виктор Дмитриевич Некрасов,Евгений Валерьевич Андреев,Ирина Николаевна Фадейкина,Сергей Викторович Леонов,Александр Николаевич Нечаев,Андреян Николаевич Осипов

ПРЕПРИНТ

Эта статья является препринтом и не была отрецензирована.
О результатах, изложенных в препринтах, не следует сообщать в СМИ как о проверенной информации.

Наночастицы серебра и золота, синтезированные с помощью β-циклодекстрина, как радиосенсибилизаторы при лучевой терапии рака молочной железы

М. В. Пустовалова,

В. Д. Некрасов,

Е. В. Андреев,

И. Н. Фадейкина,

С. В. Леонов,

А. Н. Нечаев,

А. Н. Осипов

2025-01-19

https://doi.org/10.24108/preprints-3113355

Цели: 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). Материалы 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 40 мГр/мин, напряжении 100 кВ, токе 0.8 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.

Ссылка для цитирования:

Пустовалова М. В., Некрасов В. Д., Андреев Е. В., Фадейкина И. Н., Леонов С. В., Нечаев А. Н., Осипов А. Н. 2025. Наночастицы серебра и золота, синтезированные с помощью β-циклодекстрина, как радиосенсибилизаторы при лучевой терапии рака молочной железы. PREPRINTS.RU. https://doi.org/10.24108/preprints-3113355

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 DB. Application of High-Z Nanoparticles to Enhance Current Radiotherapy Treatment. Molecules. 2024;29(11). doi: 10.3390/molecules29112438.

4. Khan MJ, Ahmad A, Zamzami MA, Siddiqui S, Khan MA. 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). doi: 10.3390/ijms25158253.

6. Osipov AA, Chigasova AK, Yashkina EI, Ignatov MA, Vorobyеva NY, Osipov AN. 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 NS, Guryev DV, Vorobyeva NY, Grigoryan BA, Tadevosyan GL, Apresyan LS, 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 AL, Nuijens AC, 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 PL. 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 DG. A rapid method to estimate the concentration of citrate capped silver nanoparticles from UV-visible light spectra. The Analyst. 2014;139(19). doi: 10.1039/c4an00978a.

13. Haiss W, Thanh NTK, Aveyard J, Fernig DG. 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 YW, Weiss RH, 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 JM, 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 EA, Graham E, MacNeill CM, Young M, Donati G, Wailes EM, 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.

ПРЕПРИНТ

ИНФОРМАЦИЯ