КОМБИНИРОВАННАЯ ФОТОДИНАМИЧЕСКАЯ И ПЛАЗМОННАЯ ФОТОТЕРМИЧЕСКАЯ ТЕРАПИЯ В МОДЕЛИ КРЫС С ПЕРЕВИТЫМИ ОПУХОЛЯМИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Целью исследования была разработка комбинированной технологии плазмонной фототермической терапии и фотодинамической терапии у крыс с перевитой холангиокарциномой РС-1. Для фотодинамической терапии крысам внутритуморально вводили в дозе 2 мг/кг индоцианиновый зеленый, разведенный в полиэтиленгликоле в соотношении 1:100. Для плазмонной фототермической терапии внутритуморально вводили покрытые полиэтиленгликолем золотые наностержни (400 мкг/мл) в объеме 30% от объема опухоли. Через час после инъекций опухоль облучали чрескожно диодным инфракрасным лазером с длиной волны 808 нм при плотности мощности 2.3 Вт/см2 в течение 15 мин. Животных выводили из эксперимента через 72 ч и 21 сутки после терапии. Морфологические исследования опухоли проводили на срезах, окрашенных стандартными и иммуногистохимическими методами. При комбинированной плазмонной фототермической и фотодинамической терапии отмечали значительный подъем температуры опухоли, вплоть до 60.0 ± 4.1°С. Через 72 ч наблюдали выраженные некротические изменения в опухолевой ткани, сохранные опухолевые клетки наблюдали только на периферии опухоли. Через 21 сутки после терапии отмечали значительное торможение роста опухолей, индекс торможения по массе опухоли составил 77.4%.

Об авторах

А. Б Бучарская

Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздрава России; Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского; Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: allaalla_72@mail.ru
Саратов, Россия; Саратов, Россия; Томск, Россия

Н. А Наволокин

Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздрава России; Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

Саратов, Россия; Саратов, Россия

Д. А Мудрак

Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздрава России

Саратов, Россия

Г. Н Маслякова

Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздрава России; Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

Саратов, Россия; Саратов, Россия

Б. Н Хлебцов

Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов, ФИЦ «Саратовский научный центр РАН»

Саратов, Россия

Н. Г Хлебцов

Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского; Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов, ФИЦ «Саратовский научный центр РАН»

Саратов, Россия; Саратов, Россия

В. Д Генин

Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского; Национальный исследовательский Томский государственный университет

Саратов, Россия; Томск, Россия

Э. А Генина

Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского; Национальный исследовательский Томский государственный университет

Саратов, Россия; Томск, Россия

В. В Тучин

Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского; Национальный исследовательский Томский государственный университет

Саратов, Россия; Томск, Россия

Список литературы

  1. Cancer today (Globocan 2020) [Electronic resource]. 2020. Mode of access: https://gco.iarc.fr/today/data/factsheets/cancers/39-All-cancers-fact-sheet.pdf. Date of access: 05.01.2024.
  2. Huang X., Jain P. K., El-Sayed I. H., and ElSayedM. A. Plasmonic photothermal therapy (PPTT) using gold nanoparticles. Lasers Med. Sci., 23 (3), 217 (2008). doi: 10.1007/s10103-007-0470-x
  3. Kim M., Lee J.-H., and Nam J.-M. Plasmonic Photothermal Nanoparticles for Biomedical Applications. Adv. Sci., 6, 19004712019 (2019). doi: 10.1002/advs.201900471
  4. Vines J. B., Yoon J.-H., Ryu N.-E., Lim D.-J., and Park H. Gold Nanoparticles for Photothermal Cancer Therapy. Front. Chem., 7, 1 (2019). doi: 10.3389/fchem.2019.00167
  5. Maeda H., Wu J., Sawa T., Matsumura Y., and Hori K. Tumor vascular permeability and the EPR effect in macromolecular therapeutics: a review. J. Control Release, 65 (1–2), 271 (2000). doi: 10.1016/s01683659(99)00248-5
  6. Park J., Choi Y., Chang H., Um W., Ryu J. H., and Kwon I. C. Alliance with EPR Effect: Combined Strategies to Improve the EPR Effect in the Tumor Microenvironment. Theranostics, 9 (26), 8073 (2019). doi: 10.7150/thno.37198
  7. Wu J. The Enhanced Permeability and Retention (EPR) Effect: The Significance of the Concept and Methods to Enhance Its Application. Pers. Med. 11, 771 (2021). doi: 10.3390/jpm11080771
  8. Akhter F., Manrique-Bedoya S., Moreau C., Smith A. L., Yusheng F., Mayer K. M., and Hood R. L. Assessment and Modeling of Plasmonic Photothermal Therapy Delivered via a Fiberoptic Microneedle Device Ex Vivo. Pharmaceutics, 13 (12), 2133 (2021). doi: 10.3390/pharmaceutics13122133
  9. Bucharskaya A. B., Khlebtsov N. G., Khlebtsov B. N., Maslyakova G. N., Navolokin N. A., Genin V. D., Genina E. A., and Tuchin V. V. Photothermal and Photodynamic Therapy of Tumors with Plasmonic Nanoparticles: Challenges and Prospects. Materials, 15 (4), 1606 (2022). doi: 10.3390/ma15041606
  10. Kwiatkowski S., Knap B., Przystupski D., Saczko J., Kędzierska E., Knap-Czop K., Kotlińska J., Michel O., Kotowski K., and Kulbacka J. Photodynamic therapy mechanisms, photosensitizers and combinations. Biomedicine & Pharmacotherapy, 106, 1098 (2018). doi: 10.1016/j.biopha.2018.07.049
  11. Gurcan G., Emre G. M., and Seylan A. Photodynamic Therapy—Current Limitations and Novel Approaches. Front. Chem., 9, 691697 (2021). doi: 10.3389/fchem.2021.691697
  12. Younis M. R., Wang C., An R., Wang S., Younis M. A., Li Z. Q., Wang Y., Ihsan A., Ye D., and Xia X. H. Low Power Single Laser Activated Synergistic Cancer Phototherapy Using Photosensitizer Functionalized Dual Plasmonic Photothermal Nanoagents. ACS Nano, 13 (2), 2544 (2019). doi: 10.1021/acsnano.8b09552
  13. Kong C. and Chen X. Combined Photodynamic and Photothermal Therapy and Immunotherapy for Cancer Treatment: A Review. Int. J. Nanomedicine, 17, 6427 (2022). doi: 10.2147/IJN.S388996
  14. Jang J. Y., Park C. H., Tung Kim I.-H., and Choi Y. Gold Nanorod−Photosensitizer Complex for Near-Infrared Fluorescence Imaging and Photodynamic/Photothermal Therapy In Vivo. ACS Nano, 5 (2), 1086 (2011). doi: 10.1021/nn102722z
  15. Wang S., Huang P., Nie L., Xing R., Liu D., Wang Z., Lin J., Chen S., Niu G., Lu G., and Chen X. Single continuous wave laser induced photodynamic/plasmonic photothermal therapy using photosensitizer-functionalized gold nanostars. Adv. Mater., 1 (2), 90 (2013). doi: 10.1002/adma.201204623
  16. Terentyuk G., Panfilova E., Khanadeev V., Chumakov D., Genina E., Bashkatov A., Tuchin V., Bucharskaya A., Maslyakova G., Khlebtsov N., and Khlebtsov B. Gold nanorods with a hematoporphyrinloaded silica shell for dual-modality photodynamic and photothermal treatment of tumors in vivo. Nano Res., 7, 325 (2014). doi: 10.1007/s12274-013-0398-3
  17. Zhang S., Lv H., Zhao J., Cheng M., and Sun S. Synthesis of porphyrin-conjugated silica-coated Au nanorods for synergistic photothermal therapy and photodynamic therapy of tumor. Nanotechnology, 30 (26), 265102 (2019). doi: 10.1088/1361-6528/ab0bd1
  18. Khlebtsov B. N., Khanadeev V. A., and Khlebtsov N. G. Observation of Extra-High Depolarized Light Scattering Spectra from Gold Nanorods. J. Phys. Chem. C, 112, 12760–12768 (2008).
  19. Khlebtsov B. N., Tuchina E. S., Khanadeev V. A., Panfilova E.V., Petrov P. O., Tuchin V. V., and Khlebtsov N. G. Enhanced photoinactivation of Staphylococcus aureus with nanocomposites containing plasmonic particles and hematoporphyrin. J. Biophoton., 6, 338–351 (2013). doi: 10.1002/jbio.201200079
  20. Генина Э. А., Башкатов А. Н., Кочубей В. И., Тучин В. В. и Альтшулер Г. Б. In vivo исследование взаимодействия индоцианина зеленого с эпидермисом человека. Письма в ЖТФ, 27 (14), 63 (2001).
  21. Gong B., Shen Y., Li H. Li X., Huan X., Zhou J., ChenY., Wu J., and Li W. Thermo-responsive polymer encapsulated gold nanorods for single continuous wave laser-induced photodynamic/photothermal tumour therapy. J. Nanobiotechnol., 19, 41 (2021). doi: 10.1186/s12951-020-00754-8
  22. Bucharskaya A. B., Maslyakova G. N., Chekhonatskaya M. L., Terentyuk G. S., Navolokin N. A., Khlebtsov B. N., Khlebtsov N. G., Bashkatov A. N., Genina E. A., and Tuchin V. V. Plasmonic Photothermal Therapy: Approaches to Advanced Strategy. Lasers Surg. Med., 50, 1025–1033 (2018). doi: 10.1002/lsm.23001

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024