PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
2017 | 56[1] |

Tytuł artykułu

Carbon nanoparticles as transporters of melittin to glioma grade IV U87 cells in in vitro model

Treść / Zawartość

Warianty tytułu

PL
Nanocząstki węglowe jako transportery melityny do komórek glejaka IV stopnia linii U87 w modelu in vitro

Języki publikacji

EN

Abstrakty

EN
Carbon nanoparticles as transporters of melittin to glioma cells in in vitro model.Substances derived from nature have natural cytotoxic properties, melittin, the main component of bee venom is one of them. It has the ability to destroy any lipid bilayer, therefore to be used in a cancer treatment it needs to be targeted. The aim is to create the drug delivery system, which would efficiently deliver the active substance to glioma cells. Carbon nanoparticles are considered to be a good agent in biomedical applications, due to their biocompatibility and small sizes. In this study five types of nanoparticles were used: pristine graphene (GN), nanographene oxide (nGO), graphite (G), nanodiamond (UDD) and hierarchical nanoporous carbons (HNCs) to target the melittin to cancer cells. The visualization of the drug delivery complexes of melittin and nanoparticles was done with transmission electron microscopy, the influence of the complexes on cell morphology and structure was pictured with scanning electron microscope. Moreover, in order to check the viability of the cells treated with melittin and the complexes of melittin and nanoparticles the PrestoBlueTM assay was done, also to specify the way of the cell death the annexin V/PI assay was carried out. The results indicate that various nanoparticles behave differently in a complex with melittin. The UDD, GN and nGO nanoparticles resulted in higher mortality than the melittin itself. Creating and applying such complexes of melittin with nanoparticles in glioma cancer treatment may be a promising solution in the therapy.
PL
Nanocząstki węglowe jako transportery melityny do komórek glejaka IV stopnia linii U87. Melityna jest jedną z naturalnie występujących substancji w przyrodzie, jest składnikiem jadu pszczelego. Jest cytotoksyczna i ma silne właściwości lityczne, które niszczą każdą błonę komórkową, co może mieć zastosowanie w zwalczaniu komórek nowotworowych, jednak aby można było ją stosować w leczeniu, wymaga dodatkowego składnika, który pokierowałby ją w odpowiednie miejsce. Celem jest stworzenie systemu kontrolowanego dostarczania leków, z wykorzystaniem nanocząstek węglowych, które mają małe rozmiary oraz są uważane za biokompatybilne. W badaniach użyto pięciu rodzajów nanocząstek: grafenu, nanotlenku grafenu, nanodiamentu, grafitu oraz hierarchicznych nanoporowatych nanocząstek. Do wizualizacji powstałego kompleksu nanocząstek z melityną użyto elektronowego mikroskopu transmisyjnego, a do sprawdzenia wpływu melityny oraz jej kompleksu z nanocząstkami na morfologię oraz strukturę komórek użyto elektronowego mikroskopu skaningowego. W celu sprawdzenia żywotności komórek poddanych działaniu melityny oraz jej kompleksów z nanocząstkami wykonano test PrestoBlueTM, a w celu specyfikacji drogi śmierci komórek test z jodkiem propidyny i aneksyną V. Wyniki wskazują, że różne rodzaje nanocząstek węglowych mogą w inny sposób oddziaływać z melityną. Kompleksy melityny z nanodiamentem, grafenem oraz nanotlenkiem grafenu spowodowały większą śmiertelność komórek niż sama melityna. Tworzenie oraz zastosowanie w praktyce kompleksów melityny z nanocząstkami węglowymi może skutkować efektywniejszym leczeniem glejaka.

Słowa kluczowe

Wydawca

-

Rocznik

Tom

Opis fizyczny

p.23-32,fig.,ref.

Twórcy

autor
  • Department of Animal Nutrition and Biotechnology, Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Ciszewskiego 8, 02-786 Warsaw, Poland
autor
  • Department of Animal Nutrition and Biotechnology, Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Ciszewskiego 8, 02-786 Warsaw, Poland
autor
  • Department of Animal Nutrition and Biotechnology, Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Ciszewskiego 8, 02-786 Warsaw, Poland
autor
  • Department of Animal Nutrition and Biotechnology, Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Ciszewskiego 8, 02-786 Warsaw, Poland

Bibliografia

  • AKHAVAN O., GHADERI E., AKHAVAN A., 2012: Size-dependent genotoxicity of graphene nanoplatelets in human stem cells. Biomaterials 33 (32): 8017-8025.
  • BLANCO E., SHEN H., FERRARI M. 2015: Principles of nanoparticle design for overcoming biological barriers to drug delivery. Nature Biotechnology 33 (9): 941-951.
  • FIRME C.P. III, BANDARU P.R., 2010: Toxicity issues in the application of carbon nanotubes to biological systems. Nanomedicine 6 (2): 245-256.
  • GRODZIK M., SAWOSZ E., WIERZBICKI M., ORŁOWSKI P, HOTOWY A., NIEMIEC T., SZMIDT M., MITURA K., CHWALIBOG A., 2011: Nanoparticles of carbon allotropes inhibit glioblastoma multiforme angiogenesis in ovo. Int. J. Nanomedicine 6: 3041-3048.
  • HALEY B., FRENKEL E., 2008: Nanoparticles for drug delivery in cancer treatment Urol. Oncol. 26 (1): 57-64.
  • JAWORSKI S., SAWOSZ E., KUTWIN M., WIERZBICKI M., HINZMANN M., GRODZIK M., WINNICKA A., LIPIŃSKA L., WŁODYGA K., CHWALIBÓG A., 2015: In vitro and in vivo effects of graphene oxide and reduced graphene oxide on glioblastoma. Int. J. Nanomedicine 10 (1): 1585-1596.
  • JI G., WANG H., YAN L., WANG X., PEI R., YAN T., ZHAO Y, GUO X., 2005: Cytotoxicity of Carbon Nanomaterials: Single-Wall Nanotube, Multi-Wall Nanotube and Fullerene. Environ. Sci. Technol. 39 (5): 1378-1383.
  • JI S.R., LIU C., ZHANG B., YANG F., XU J., LONG J., JIN C., FU D.L., NI Q.X., YU X.J., 2010: Carbon nanotubes in cancer diagnosis and therapy. Biochim. Biophys. Acta 1806 (1): 29-35.
  • JO M., PARK M.H., KOLLIPARA P.S., AN B.J., SONG H.S., HAN S.B., KIM J.H., SONG M.J., HONG J.T., 2012: Anti-cancer effect of bee venom toxin and melittin in ovarian cancer cells through induction of death receptors and inhibition of JAK2/STAT3 pathway. Toxicol. Appl. Pharmacol. 258 (1): 72-81.
  • KIM T.W., CHUNG P.W., SLOWING I.I., TSU- NODA M., YEUNG E.S., LIN V.S., 2008: Structurally Ordered Mesoporous Carbon Nanoparticles as Transmembrane Delivery Vehicle in Human Cancer Cells. Nano Lett. 8 (11): 3724-3727.
  • LIN C.W., BACHILO S.M., VU M., BECKING- HAM K.M., BRUCE WEISMAN R., 2016: Spectral triangulation: a 3D method for locating single-walled carbon nanotubes in vivo. Nanoscale 8 (19): 10348-10357.
  • LIU Z., ROBINSON J.T., SUN X., DAI H., 2008: PEGylated nanographene oxide for delivery of water-insoluble cancer drugs. J. Am. Chem. Soc. 130 (33): 10876-10877.
  • LIU M., WANG H., LIU L., WANG B., SUN G., 2016: Melittin-MIL-2 fusion protein as a candidate for cancer immunotherapy. J. Transl. Med. 14 (1): 155.
  • PEER D., KARP J.M., HONG S., FAROKHZAD O.C., MARGALIT R., LANGER R., 2007: Nanocarriers as an emerging platform for cancer therapy. Nat. Nanotechnol. 2 (12): 751-760.
  • SCHWARTZMAN R.A., CIDLOWSKI J.A., 1993: Apoptosis: The Biochemistry and Molecular Biology of Programmed Cell Death. Endocr. Rev. 14 (2): 133-151.
  • SINGH R., LILLARD J.W jr, 2009: Nanoparticle-based targeted drug delivery. Exp. Mol. Pathol. 86 (3): 215-223.
  • STANKOVICH S., DIKIN D.A., DOMMETT G.H., KOHLHAAS K.M., ZIMNEY E.J., STACH E.A., PINER R.D., NGUYEN S.T., RUOFF R.S., 2006: Graphene-based composite materials. Nature 442 (7100): 282-286. SU J., ZHOU X., WANG L., YIN X., WANG Z., 2016: Curcumin inhibits cell growth and in­vasion and induces apoptosis through down- regulation of Skp2 in pancreatic cancer cells. Am. J. Cancer Res. 6 (9): 1949-1962.
  • TERWILLIGERT T.C., EISENBERGG D., 1982: The Structure of Melittin, PrinIed in U.S.A. 257 (11): 6016-6022.
  • TORCHILIN V.P., 2010: Passive and Active Drug Targeting: Drug Delivery to Tumors as an Example. Handb. Exp. Pharmacol. (197): 3-53.
  • XIAO J., DUAN X., YIN Q., ZHANG Z., YU H., LI Y, 2013: Nanodiamonds-mediated doxorubicin nuclear delivery to inhibit lung metastasis of breast cancer. Biomaterials 34 (37): 9648-9656.
  • YEZHELYEV M.V., GAO X., XING Y., Al- -HAJJ A., NIE S., O’REGAN R.M., 2006: Emerging use of nanoparticles in diagnosis and treatment of breast cancer. Lancet Oncol. 7 (8): 657-667.
  • ZHOU T., ZHOU X., XING D., 2014: Control­led release of doxorubicin from graphene oxide based charge-reversal nanocarrier. Biomateri­als 35 (13): 4185-4194.
  • ZHU Y, LI J., LI W., YANG X., CHEN N., SUN Y, ZHAO Y, FAN C., HUANG Q., 2012: The biocompatibility of nanodiamonds and their application in drug delivery systems. Theranostics 2 (3): 302-312.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikatory

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.agro-3f8e75fc-24b3-439c-be04-6998765b3c48
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.