Российские нанотехнологии. 2018; 13: 51-57
ВОЗДЕЙСТВИЕ ГЕТЕРОПОЛИКИСЛОТ КЕГГИНА НА КЛЕТКИ ФИБРОБЛАСТОВ ЭМБРИОНА ЧЕЛОВЕКА
Аннотация
На примере клеток фибробластов эмбриона человека по результатам диагностики с использованием методов импедансного мониторинга, растровой электронной микроскопии, а также измерений видимых размеров клеток продемонстрирована сильная зависимость цитотоксичности гетерополикислот Кеггина [XM12O40]n-, Х = Si и Р, М = Мо и W, n = 3 или 4, от химического состава. Предложено объяснение выявленной зависимости, основанное на роли гидролитической стабильности многозарядных анионов в формировании цитотоксичности этих соединений. Полученные результаты позволяют предположить новый механизм формирования селективности цитотоксичности полиоксометаллатов в отношении исследованных клеток. Прогнозируется дифференцированная цитотоксическая активность полиоксометаллатов в отношении онкогенных клеток.
Список литературы
1. Поп М.С. Гетерополи- и изополиметаллаты. Новосибирск: Наука, 1990. 232 с.
2. Long D.-L., Burkholder E., Cronin L. Polyoxometalate clusters, nanostructures and materials: from self assembly to designer materials and devices // Chem Soc Rev. 2007. V. 36. P. 105–121.
3. Cooper G.I.T., Kitson P.I., Winter R, Zagnoni M., Long D.-L., Cronin L., Modular redox-active inorganic chemical cells: iCHELLs // Angew Chem Int Ed. 2011. V. 50. P 10373–10376.
4. Karimian D., Yadollahi B., Mirkhani. V. Dual functional hybridpolyoxometalate as a new approach for multidrug delivery // Microporous Mesoporous Mat. 2017. V. 247. P. 23–30.
5. Lu W., Baibin Zh., Jiaren L. Anticancer polyoxometalates // Prog Chem. 2013. V. 25. № 7. P. 1131–1141.
6. Rhule J.T., Hill C.L., Judd D.A., Schinazi R.F. Polyoxometalates in medicine // Chem Rev. 1998. V. 98. P. 327–358.
7. Shigeta S., Mori S., Yamase T., Yamamoto N., Yamamoto N. Anti-RNA virus activity of polyoxometalates // Biomed Pharmacother. 2006. V. 60. P. 211–219.
8. Yanagie H., Ogata A., Mitsui S., Hisa T., Yamase T., Eriguchi M. Anticancer activity of polyoxomolybdate // Biomed Pharmacother. 2006. V. 60. P. 349–352.
9. Wang L., Yu K., Zhou B.-B., Su Z.-H., Gao S., Chu L.-L., Liu J.-R. The inhibitory effects of a new cobalt-based polyoxometalate on the growth of human cancer cells // Dalton Trans. 2014. V. 43. № 16. P. 6070–6078.
10. Fu L., Gao H., Yan M., Li S., Li X., Dai Z., Liu S. Polyoxometalate-based organic-inorganic hybrids as antitumor drugs // Small. 2015. V. 11. № 24. P. 2938–2945.
11. Суетина И.А., Мезенцева М.В., Гущина Е.А., Лисицин Ф.А., Руссу Л.И., Лопатина О.А., Фирсова Е.Л., Ковалевский С.А., Буданов Б.А., Далидчик Ф.И., Селезнев А.С., Морозов Р.А., Гущина Е.А. Изучение ростовой активности и жизнеспособности культивируемых фибробластов эмбриона человека под воздействием полиоксаметаллатов // Информационный бюллетень «Клеточные культуры». 2015. № 31. С. 67–78.
12. Лопатина О.А., Бакланова О.В., Суетина И.А., Исаева Е.И., Гущина Е.А., Руссу Л.В., Лисицин Ф.А., Ковалевский С.А., Буданов Б.А., Даличик Ф.И., Мезенцева М.В. Цитотокси-ческое и противовирусное действие полиоксометаллатов в опытах in vitro// Сборник материалов ХХII Российского национального конгресса «Человек и лекарство». Москва, 2015. С. 230.
13. Лопатина О.А., Бакланова О.В., Суетина И.А., Исаева Е.И., Гущина Е.А., Руссу Л.В., Лисицин Ф.А., Ковалевский С.А., Буданов Б.А., Даличик Ф.И., Мезенцева М.В. Исследование токсического эффекта полиоксометаллатов со структурой Кеггина на культуры нормальных и онкогенных клеток // Биологическая радиоэлектроника. 2015. № 3. C. 42–49.
14. Liu Q., Wu C., Cai H., Hu N., Zhou J., Wang P. Cell-based biosensors and their application in biomedicine // Chem Rev. 2014. V 114. P. 6423–6461.
15. Asphahani F., Thein M., Wang K., WoodD., WongS-S., Xu J., ZhangM. Real-time characterization of cytotoxicity using single-cell impedance monitoring // Analyst. 2012. V. 137. P. 3011– 3019.
16. Xing J.Z., Zhu L., Jackson J.A., Gabos S, Sun X.J., Wang X.B., Xu X. Dynamic monitoring of cytotoxicity on microelectronic sensors // Chem Res Toxicol. 2005. V. 18. № 2. P. 154–161.
17. Cardone R.A., Casavola V., Reshkin S.J. The role of disturbed pH dynamics and the Na +/H + exchanger in metastasis // Nat Rev Cancer. 2005. V. 5. P. 786–795.
18. Anderson M., Moshnikova A., Engelman D. M., Reshetnyak Y., Andreev O. Probe for the measurement of cell surface pH in vivo and ex vivo // Proc Nat Academy Sci. 2016. V. 113. № 29. P. 8177–8181.
19. Lopez X., Fernández J.A., Poblet J.M. Redox properties of polyoxometalates: new insights on the anion charge effect // Dalton Trans. 2006. № 9. P. 1162–1167.
20. Ross M.H., Romrell L.J., Kaye G.I. Histology — A Text and Atlas. 3rd ed. Baltimore, Williams and Wilkins. 1995. 823 p.
21. Holclajtner-Antunovi I., Kunti V., Jurani Z., Filipovi I., Mio U., Stanojkovi T. Study of some polyoxometalates of Keggin’s type as potential antitumor agents // Jugoslav Med Biohem. 2004. V. 23. P. 25–30.
22. Liu Y., Tian S., Liu S., Wang E. In vitro inhibitory effect of polyoxometalates on human tumor cells // Transit Metal Chem. 2005. V. 30. P. 113–117.
23. Dianat S., Tangestaninejad S., Yadollahi B., BordbarA.K., Moghadam M.,MirkhaniV., Mohammadpoor-BaltorkI., Stability investigation of some heteropolyoxotungstate and heteropolyoxomolybdate salts in buffer solutions // J Molecular Liq. 2012. V. 174. P. 76–79.
24. Bajuk-Bogdanovic D., Holclajtner-Antunovic I., Todorovic M., Mio U., Zakrzewska J. A study of 12-tungstosilicic and 12-molybdophosphoric acids in solution // J Serb Chem Soc. 2008. V. 73. № 2. P. 197–209.
25. Harguindey S., Stanciu D, Devesab J., Alfarouk K., Cardone R., Polo J., Devesa P., Rauch C., Orive G., Anitua E., Roger S., Reshkin S. Cellular acidification as a new approach to cancer treatment and to the understanding and therapeutics of neurodegenerative diseases // Seminars Cancer Biol. 2017. V. 43. P. 157–179.
Title in english. 2018; 13: 51-57
ВОЗДЕЙСТВИЕ ГЕТЕРОПОЛИКИСЛОТ КЕГГИНА НА КЛЕТКИ ФИБРОБЛАСТОВ ЭМБРИОНА ЧЕЛОВЕКА
Abstract
На примере клеток фибробластов эмбриона человека по результатам диагностики с использованием методов импедансного мониторинга, растровой электронной микроскопии, а также измерений видимых размеров клеток продемонстрирована сильная зависимость цитотоксичности гетерополикислот Кеггина [XM12O40]n-, Х = Si и Р, М = Мо и W, n = 3 или 4, от химического состава. Предложено объяснение выявленной зависимости, основанное на роли гидролитической стабильности многозарядных анионов в формировании цитотоксичности этих соединений. Полученные результаты позволяют предположить новый механизм формирования селективности цитотоксичности полиоксометаллатов в отношении исследованных клеток. Прогнозируется дифференцированная цитотоксическая активность полиоксометаллатов в отношении онкогенных клеток.
References
1. Pop M.S. Geteropoli- i izopolimetallaty. Novosibirsk: Nauka, 1990. 232 s.
2. Long D.-L., Burkholder E., Cronin L. Polyoxometalate clusters, nanostructures and materials: from self assembly to designer materials and devices // Chem Soc Rev. 2007. V. 36. P. 105–121.
3. Cooper G.I.T., Kitson P.I., Winter R, Zagnoni M., Long D.-L., Cronin L., Modular redox-active inorganic chemical cells: iCHELLs // Angew Chem Int Ed. 2011. V. 50. P 10373–10376.
4. Karimian D., Yadollahi B., Mirkhani. V. Dual functional hybridpolyoxometalate as a new approach for multidrug delivery // Microporous Mesoporous Mat. 2017. V. 247. P. 23–30.
5. Lu W., Baibin Zh., Jiaren L. Anticancer polyoxometalates // Prog Chem. 2013. V. 25. № 7. P. 1131–1141.
6. Rhule J.T., Hill C.L., Judd D.A., Schinazi R.F. Polyoxometalates in medicine // Chem Rev. 1998. V. 98. P. 327–358.
7. Shigeta S., Mori S., Yamase T., Yamamoto N., Yamamoto N. Anti-RNA virus activity of polyoxometalates // Biomed Pharmacother. 2006. V. 60. P. 211–219.
8. Yanagie H., Ogata A., Mitsui S., Hisa T., Yamase T., Eriguchi M. Anticancer activity of polyoxomolybdate // Biomed Pharmacother. 2006. V. 60. P. 349–352.
9. Wang L., Yu K., Zhou B.-B., Su Z.-H., Gao S., Chu L.-L., Liu J.-R. The inhibitory effects of a new cobalt-based polyoxometalate on the growth of human cancer cells // Dalton Trans. 2014. V. 43. № 16. P. 6070–6078.
10. Fu L., Gao H., Yan M., Li S., Li X., Dai Z., Liu S. Polyoxometalate-based organic-inorganic hybrids as antitumor drugs // Small. 2015. V. 11. № 24. P. 2938–2945.
11. Suetina I.A., Mezentseva M.V., Gushchina E.A., Lisitsin F.A., Russu L.I., Lopatina O.A., Firsova E.L., Kovalevskii S.A., Budanov B.A., Dalidchik F.I., Seleznev A.S., Morozov R.A., Gushchina E.A. Izuchenie rostovoi aktivnosti i zhiznesposobnosti kul'tiviruemykh fibroblastov embriona cheloveka pod vozdeistviem polioksametallatov // Informatsionnyi byulleten' «Kletochnye kul'tury». 2015. № 31. S. 67–78.
12. Lopatina O.A., Baklanova O.V., Suetina I.A., Isaeva E.I., Gushchina E.A., Russu L.V., Lisitsin F.A., Kovalevskii S.A., Budanov B.A., Dalichik F.I., Mezentseva M.V. Tsitotoksi-cheskoe i protivovirusnoe deistvie polioksometallatov v opytakh in vitro// Sbornik materialov KhKhII Rossiiskogo natsional'nogo kongressa «Chelovek i lekarstvo». Moskva, 2015. S. 230.
13. Lopatina O.A., Baklanova O.V., Suetina I.A., Isaeva E.I., Gushchina E.A., Russu L.V., Lisitsin F.A., Kovalevskii S.A., Budanov B.A., Dalichik F.I., Mezentseva M.V. Issledovanie toksicheskogo effekta polioksometallatov so strukturoi Keggina na kul'tury normal'nykh i onkogennykh kletok // Biologicheskaya radioelektronika. 2015. № 3. C. 42–49.
14. Liu Q., Wu C., Cai H., Hu N., Zhou J., Wang P. Cell-based biosensors and their application in biomedicine // Chem Rev. 2014. V 114. P. 6423–6461.
15. Asphahani F., Thein M., Wang K., WoodD., WongS-S., Xu J., ZhangM. Real-time characterization of cytotoxicity using single-cell impedance monitoring // Analyst. 2012. V. 137. P. 3011– 3019.
16. Xing J.Z., Zhu L., Jackson J.A., Gabos S, Sun X.J., Wang X.B., Xu X. Dynamic monitoring of cytotoxicity on microelectronic sensors // Chem Res Toxicol. 2005. V. 18. № 2. P. 154–161.
17. Cardone R.A., Casavola V., Reshkin S.J. The role of disturbed pH dynamics and the Na +/H + exchanger in metastasis // Nat Rev Cancer. 2005. V. 5. P. 786–795.
18. Anderson M., Moshnikova A., Engelman D. M., Reshetnyak Y., Andreev O. Probe for the measurement of cell surface pH in vivo and ex vivo // Proc Nat Academy Sci. 2016. V. 113. № 29. P. 8177–8181.
19. Lopez X., Fernández J.A., Poblet J.M. Redox properties of polyoxometalates: new insights on the anion charge effect // Dalton Trans. 2006. № 9. P. 1162–1167.
20. Ross M.H., Romrell L.J., Kaye G.I. Histology — A Text and Atlas. 3rd ed. Baltimore, Williams and Wilkins. 1995. 823 p.
21. Holclajtner-Antunovi I., Kunti V., Jurani Z., Filipovi I., Mio U., Stanojkovi T. Study of some polyoxometalates of Keggin’s type as potential antitumor agents // Jugoslav Med Biohem. 2004. V. 23. P. 25–30.
22. Liu Y., Tian S., Liu S., Wang E. In vitro inhibitory effect of polyoxometalates on human tumor cells // Transit Metal Chem. 2005. V. 30. P. 113–117.
23. Dianat S., Tangestaninejad S., Yadollahi B., BordbarA.K., Moghadam M.,MirkhaniV., Mohammadpoor-BaltorkI., Stability investigation of some heteropolyoxotungstate and heteropolyoxomolybdate salts in buffer solutions // J Molecular Liq. 2012. V. 174. P. 76–79.
24. Bajuk-Bogdanovic D., Holclajtner-Antunovic I., Todorovic M., Mio U., Zakrzewska J. A study of 12-tungstosilicic and 12-molybdophosphoric acids in solution // J Serb Chem Soc. 2008. V. 73. № 2. P. 197–209.
25. Harguindey S., Stanciu D, Devesab J., Alfarouk K., Cardone R., Polo J., Devesa P., Rauch C., Orive G., Anitua E., Roger S., Reshkin S. Cellular acidification as a new approach to cancer treatment and to the understanding and therapeutics of neurodegenerative diseases // Seminars Cancer Biol. 2017. V. 43. P. 157–179.
