Toxic effect of C₆₀ fullerene-doxorubicin complex towards tumor and normal cells in vitro

• Published in: Вiopolymers and Cell
• Date: 2014
• Main Authors: Prylutska, S.V., Didenko, G.V., Potebnya, G.P., Bogutska, K.I., Prylutskyy, Yu.I., Ritter, U., Scharff, P.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 2014
• Subjects: Bioorganic Chemistry
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/154553
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Toxic effect of C₆₀ fullerene-doxorubicin complex towards tumor and normal cells in vitro / S.V. Prylutska, G.V. Didenko, G.P. Potebnya, K.I. Bogutska, Yu.I. Prylutskyy, U. Ritter, P. Scharff // Вiopolymers and Cell. — 2014. — Т. 30, № 5. — С. 372-376. — Бібліогр.: 25 назв. — англ.

Creation of new nanostructures possessing high antitumor activity is an important problem of modern biotechnology. Aim. To evaluate cytotoxicity of created complex of pristine C₆₀ fullerene with the anthracycline antibiotic doxorubicin (Dox), as well as of free C₆₀ fullerene and Dox, towards different cell types – tumor, normal immunocompetent and hepatocytes. Methods. Measurement of size distribution for particles in C₆₀ + Dox mixture was performed by a dynamic light scattering (DLS) technique. Toxic effect of C₆₀+ Dox complex in vitro towards tumor and normal cells was studied using the MTT assay. Results. DLS experiment demonstrated that the main fraction of the particles in C₆₀+ Dox mixture had a diameter in the range of about 132 nm. The toxic effect of C₆₀ + Dox complex towards normal (lymphocytes, macrophages, hepatocytes) and tumor (Ehrlich ascites carcinoma, leukemia L1210, Lewis lung carcinoma) cells was decreased by ~10–16 % and ~7–9 %, accordingly, compared with the same effect of free Dox. Conclusions. The created C₆₀ + Dox composite may be considered as a new pharmacological agent that kills effectively tumor cells in vitro and simultaneously prevents a toxic effect of the free form of Dox on normal cells. Створення нових наноструктур з високою протипухлинною активністю є важливою проблемою сучасної біотехнології. Мета. Оцінити цитотоксичність створеного комплексу фулерену C₆₀ з антибіотиком антрациклінового ряду доксорубіцином (Докс) на різні типи клітин (пухлинні, імунокомпетентнi і гепатоцити) та порівняти одержані результати з токсичною дією вільного фулерену C₆₀ і Докс за умов in vitro. Методи. Розподіл за розміром частинок у C₆₀+ Докс суміші вимірювали методом динамічного розсіювання світла (ДРС). Токсичний ефект комплексу C₆₀+ Докс щодо нормальних і пухлинних клітин вивчали in vitro з використанням МТТ-тесту. Результати. Встановлено, що в суміші C₆₀+ Докс в основному реєструються частинки з діаметром 132 нм. Токсична дія комплексу C₆₀+ Докс щодо нормальних (лімфоцити, макрофаги, гепатоцити) і пухлинних (асцитна карцинома Ерліха, лейкоз L1210, карцинома легені Льюїс) клітин виявилася меншою приблизно на 10–16 і 7–9 % відповідно порівняно із впливом вільного Докс. Висновки. Розроблений комплекс C₆₀ + Докс можна розглядати як новий фармакологічний препарат, що за умов in vitro здатний ефективно знищувати пухлинні клітини і одночасно запобігати побічним токсичним ефектам, притаманним традиційному протипухлинному препарату Докс щодо нормальних клітин. Создание новых наноструктур с высокой противоопухолевой активностью является важной проблемой современной биотехнологии. Цель. Оценить цитотоксичность созданного комплекса фуллерена C₆₀ с антибиотиком антрациклинового ряда доксорубицином (Докс) на разные типы клеток (опухолевые, иммунокомпетентные, гепатоциты) и сравнить полученные результаты с токсическим действием свободного фуллерена C₆₀и Докс в условиях in vitro. Методы. Распределение по размеру частиц в смеси C₆₀ + Докс измеряли методом динамического рассеивания света (ДРС). Токсический эффект комплекса C₆₀ + Докс на нормальные и опухолевые клетки in vitro изучали с использованием МТТ-теста. Результаты. Установлено, что в смеси C₆₀ + Докс регистрируются в основном частицы с диаметром 132 нм. Токсическое действие комплекса C₆₀+ Докс по отношению к нормальным (лимфоциты, макрофаги, гепатоциты) и опухолевым (асцитная карцинома Эрлиха, лейкоз L1210, карцинома легкого Льюис) клеткам оказалось меньшим на ~ 10–16 и 7–9 % соответственно по сравнению с действием свободного Докс. Выводы. Разработанный комплекс C₆₀ + Докс можно рассматривать как новый фармакологический препарат, способный в условиях in vitro эффективно уничтожать опухолевые клетки и одновременно предотвращать побочные токсические эффекты, присущие традиционному противоопухолевому препарату Докс относительно нормальных клеток.