Получение наночастиц селена с использованием силимарина и изучение их цитотоксичности по отношению к опухолевым клеткам
Автор: Староверов С.А., Дыкман Л.А., Меженный П.В., Фомин А.С., Козлов С.В., Волков А.А., Рыбин А.О., Голова А.Б., Ханадеев В.А., Курилова А.А., Щеголев С.Ю.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Эффекты биологически активных веществ
Статья в выпуске: 6 т.52, 2017 года.
Бесплатный доступ
В последние годы наблюдается существенный прогресс в ветеринарной онкологии: разрабатываются новые методы диагностики и лечения онкологических заболеваний у животных, расширяется спектр возможных терапевтических мероприятий. Представляют интерес, в частности, перспективы создания ветеринарных лекарственных препаратов с использованием разнообразных наночастиц (в том числе, коллоидного селена), на поверхности которых иммобилизованы биологически активные вещества, обладающие противоопухолевым действием. Наночастицы селена проявляют цитотоксическое воздействие на опухолевые клетки и рассматриваются также в качестве эффективных носителей для адресной доставки in vivo лекарств, генетических материалов, белков и т.п. Хорошо «настраиваемые» поливалентные структуры поверхности селеновых наночастиц обеспечивают удобную платформу для интеграции нескольких терапевтических препаратов или биомакромолекул с ковалентным или нековалентным конъюгированием. Нами был синтезирован комплекс наночастиц селена с силимарином - гепатопротектором флавоноидного типа, выделяемым из плодов расторопши пятнистой Silybum marianum (L.) Gaertn., и оценена цитотоксичность полученного препарата для линий опухолевых клеток, различающихся происхождением и онкологическими свойствами. Методами электронной микроскопии и динамического рассеяния света установлено, что разработанная методика обеспечивает получение стабильных взвесей конъюгатов селеновых наночастиц с силимарином в диапазоне размеров порядка 20-40 нм. Показано, что полученный конъюгат проявляет ярко выраженный цитотоксический эффект в отношении линии опухолевых клеток Hep-2 с уменьшением количества жизнеспособных клеток примерно в 6,5 раза по сравнению с контролем, против уменьшения примерно 2,3 раза в отношении линии клеток SPEV-2. При этом препарат исходного коллоидного селена оказывал значительно более слабое воздействие на культуры клеток обоих типов, а чистый силимарин не проявлял статистически значимого влияния на клетки SPEV-2 (в отличие от Hep-2). Предполагается, что полученный препарат может быть использован в дальнейшем для разработки противораковых методик нового поколения и представляет интерес также с точки зрения реализации подходов на основе принципов «зеленой химии».
Расторопша пятнистая, флаволигнаны, силимарин, наночастицы селена, конъюгация, цитотоксические эффекты
Короткий адрес: https://sciup.org/142214169
IDR: 142214169 | DOI: 10.15389/agrobiology.2017.6.1206rus
Список литературы Получение наночастиц селена с использованием силимарина и изучение их цитотоксичности по отношению к опухолевым клеткам
- Woods J.P. Palliative care for the cancer patient. In: Cancer management in small animal practice/C.J. Henry, Higginbotham M.L. (eds.). Maryland Heights, Saunders Elsevier, 2010: 183-185.
- Paoloni M.C., Khanna C. Comparative oncology today. Vet. Clin. North. Am. Small Anim. Pract., 2007, 37: 1023-1032 ( ) DOI: 10.1016/j.cvsm.2007.08.003
- Navarro-Alarcon M., Lopez-Martinez M.C. Essentiality of selenium in the human body: relationship with different diseases. Sci. Total Environ., 2000, 249: 347-371 ( ) DOI: 10.1016/S0048-9697(99)00526-4
- Rayman M.P. The importance of selenium to human health. Lancet, 2000, 356: 233-241 ( ) DOI: 10.1016/S0140-6736(00)02490-9
- Cone J.E., Del Río R.M., Davis J.N., Stadtman T.C. Chemical characterization of the selenoprotein component of clostridial glycine reductase: Identification of selenocysteine as the organoselenium moiety. PNAS USA, 1976, 73: 2659-2663.
- Wallenberg M., Olm E., Hebert C., Björnstedt M., Fernandes A.P. Selenium compounds are substrates for glutaredoxins: a novel pathway for selenium metabolism and a potential mechanism for selenium-mediated cytotoxicity. Biochem. J., 2010, 429: 85-93 ( ) DOI: 10.1042/BJ20100368
- Selenius M., Rundlof A.K., Olm E., Fernandes A.P., Björnstedt M. Selenium and the selenoprotein thioredoxin reductase in the prevention, treatment and diagnostics of cancer. Antioxid. Redox Signal., 2010, 12: 867-880 ( ) DOI: 10.1089/ars.2009.2884
- Vekariya K.K., Kaur J., Tikoo K. ER signaling imparts chemotherapeutic selectivity to selenium nanoparticles in breast cancer. Nanomedicine, 2012, 8: 1125-1132 ( ) DOI: 10.1016/j.nano.2011.12.003
- Liu W., Li X., Wong Y.S., Zheng W., Zhang Y., Cao W., Chen T. Selenium nanoparticles as a carrier of 5-fluorouracil to achieve anticancer synergism. ACS Nano, 2012, 6: 6578-6591 ( ) DOI: 10.1021/nn202452c
- Chaudhary S., Umar A., Mehta S.K. Surface functionalized selenium nanoparticles for biomedical applications. J. Biomed. Nanotechnol., 2014, 10: 3004-3042 ( ) DOI: 10.1166/jbn.2014.1985
- Yang L., Chen Q., Liu Y., Zhang J., Sun D., Zhou Y., Liu J. Se/Ru nanoparticles as inhibitors of metal-induced A aggregation in Alzheimer’s disease. J. Mater. Chem. B, 2014, 2: 1977-1987 ( ) DOI: 10.1039/C3TB21586E
- Feng Y., Su J., Zhao Z., Zheng W., Wu H., Zhanga Y., Chen T. Differential effects of amino acid surface decoration on the anti-cancer efficacy of selenium nanoparticles. Dalton Trans., 2014, 43: 1854-1861 ( ) DOI: 10.1039/c3dt52468j
- Wu H., Li X., Liu W., Chen T., Li Y., Zheng W., Man C.W.-Y., Wong M.K., Wong K.H. Surface decoration of selenium nanoparticles by mushroom polysaccharides-protein complexes to achieve enhanced cellular uptake and antiproliferative activity. J. Mater. Chem., 2012, 22: 9602-9610 ( ) DOI: 10.1039/C2JM16828F
- Prasad K.S., Selvaraj K. Biogenic synthesis of selenium nanoparticles and their effect on As(III) induced toxicity on human lymphocytes. Biol. Trace Elem. Res., 2014, 157: 275-283 ( ) DOI: 10.1007/s12011-014-9891-0
- Pi J., Jin H., Liu R.Y., Song B., Wu Q., Liu L., Jiang J., Yang F., Cai H., Cai J. Pathway of cytotoxicity induced by folic acid modified selenium nanoparticles in MCF-7 cells. Appl. Microbiol. Biotechnol., 2013, 97: 1051-1062 ( ) DOI: 10.1007/s00253-012-4359-7
- Древко Я.Б., Ситникова Т.С., Буров А.М., Древко Б.И., Щеголев С.Ю. Восстановление диацетофенонилселенида (препарат ДАФС-25) до ацетофенона с образованием микро-и наночастиц селена в присутствии культуры Saccharomyces cerevisiae. Биотехнология, 2015, 6: 65-71 ( ) DOI: 10.21519/0234-2758-2015-6-65-71
- Zhang Y., Li X., Huang Z., Zheng W., Fan C., Chen T. Enhancement of cell permeabilization apoptosis-inducing activity of selenium nanoparticles by ATP surface decoration. Nanomedicine, 2013, 9: 74-84 ( ) DOI: 10.1016/j.nano.2012.04.002
- Wattenberg L.W. An overview of chemoprevention: current status and future prospects. Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 1997, 216: 133-141 ( ) DOI: 10.3181/00379727-216-44163
- Dragsted L.O. Natural antioxidants in chemoprevention. Arch. Toxicol., 1998, 20: 209-226 ( ) DOI: 10.1007/978-3-642-46856-8_19
- Volkov A.A., Staroverov S.A., Kozlov S.V., Kalyuzhniy I.I., Domnitsky I.J., Nikulin I.A., Derezina T.N. Study of therapeutic properties of the prototype injection of a hepatoprotective drug based on flavolignans of Silybum marianum. Biol. Med. (Aligarh), 2015, 7: 2 (http://www.biolmedonline.com/Articles/Vol7_2_2015/BM-094-15_Study-of-therapeutic-properties-of-the-prototype-injection-of-hepatoprotective-drug-based-on-flavolignans-of-Silybum-mari.pdf).
- Pradhan S.C., Girish C. Hepatoprotective herbal drug, silymarin from experimental pharmacology to clinical medicine. Indian J. Med. Res., 2006, 124: 491-504.
- Lah J.J., Cui W., Hu K.Q. Effects and mechanisms of silibinin on human hepatoma cell lines. World J. Gastroenterol., 2007, 13: 5299-5305 ( ) DOI: 10.3748/wjg.v13.i40.5299
- Cui W., Gu F., Hu K.Q. Effects and mechanisms of silibinin on human hepatocellular carcinoma xenografts in nude mice. World J. Gastroenterol., 2009, 15: 1943-1950 ( ) DOI: 10.3748/wjg.15.1943
- Mateen S., Raina K., Jain A., Agarwal C., Chan D., Agarwal R. Epigenetic modifications and p21-cyclin B1 nexus in anticancer effect of histone deacetylase inhibitors in combination with silibinin on non-small cell lung cancer cells. Epigenetics, 2012, 7: 1161-1172 ( ) DOI: 10.4161/epi.22070
- Khlebtsov N.G., Dykman L.A. Optical properties and biomedical applications of plasmonic nanoparticles. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 2010, 111: 1-35 ( ) DOI: 10.1016/j.jqsrt.2009.07.012
- Oez S., Platzer E., Welte K. A quantitative colorimetric method to evaluate the functional state of human polymorphonuclear leukocytes. Blut, 1990, 60: 97-102 ( ) DOI: 10.1007/BF01720515
- Iravani S. Green synthesis of metal nanoparticles using plants. Green Chem., 2011, 13: 2638-2650 ( ) DOI: 10.1039/C1GC15386B