Журналов:     Статей:        

Российские нанотехнологии. 2019; 14: 82-87

Проникновение противоопухолевых нуклеотид-актиномициновых нанокомплексов в тимоциты

Дойникова А. Н., Кучин А. В., Векшин Н. Л.

https://doi.org/10.21517/1992-7223-2019-11-12-82-87

Аннотация

С помощью спектрофотометрии, спектрофлуориметрии, ИК-спектроскопии и квазитемнопольной и флуоресцентной микроскопии изучены условия проникновения гетероциклического противоопухолевого антибиотика актиномицина Д (АМД) и его флуоресцирующего производного 7-амино-актиномицина Д (7ААМД) в Т-лимфоциты (тимоциты) из тимуса молодых крыс. Выявлено, что сами по себе АМД и 7ААМД плохо проникают в тимоциты. Следовательно, при использовании в качестве лекарственных средств они не подавляют клеточный иммунитет, необходимый для защиты организма от онкологии. Проникновение АМД и 7ААМД в тимоциты усиливается при повышенной концентрации антибиотика и увеличении длительности инкубации клеток при 37°С. При добавлении НАД (никотинамидадениндинуклеотида), АМФ (аденозинмонофосфата), ГМФ (гуанозинмонофосфата) и других нуклеотидных аналогов, способных образовывать нанокомплексы с антибиотиком, вхождение АМД и 7ААМД в тимоциты заметно возрастает. Поэтому лечение онкологических заболеваний актиномициновыми антибиотиками нельзя проводить на фоне высоких концентраций указанных веществ. С другой стороны, полученные результаты по усиленному вхождению антибиотика в присутствии нуклеотидных аналогов означают, что в их присутствии терапевтическую концентрацию антибиотика можно снизить. Эти данные могут быть использованы при лечении лимфом, лейкозов и других онкологических заболеваний. В этом случае применение НАД и других нуклеотидных аналогов будет полезным. Процент погибших клеток, определяемый по окрашиванию трипановым синим, особенно сильно возрастает при применении НАД.

Список литературы

1. Vekshin N.L. Biophysics of DNA-antibiotic Complexes. N.-Y.: Nova, 2011. 171 p.

2. Ярилин А. А. Иммунология: учебник. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. 752 с.

3. Wang L.F., Le G.W., Shi Y.H., Wan J.H. Effects of nucleotides on apoptosis of thymocytes / Eds. Zhonghua Yu Fang Yi Xue Za Zhi. 2005. V. 39 (1). P. 40.

4. Vekshin N. L., Kovalev V. I. Nucleotide carriers for anti-tumor actinomycin antibiotics // J. Biochem. 2016. V. 159 (1). P. 59. https://doi.org/10.1093/jb/mvv075

5. Rajman L., Chwalek K., Sinclair D.A. Therapeutic Potential of NAD-Boosting Molecules: The In Vivo Evidence // Cell. Metabol. 2018. V. 27 (3). P. 15. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2018.02.011

6. Poljsak B., Kovac R., Dahmane et al. Cancer Etiology: A Metabolic Disease Originating from Life’s Major Evolutionary Transition? // Oxid. Med. Cell. Longev. 2019. V. 2019. P. 7. https://doi.org/10.1155/2019/7831952

7. Pittelli M., Felici R., Pitozzi V. et al. Pharmacological effects of exogenous NAD on mitochondrial bioenergetics, DNA repair, andapoptosis // Mol. Pharmacol. 2011. V. 80(6). P. 1136. https://doi.org/10.1124/mol.111.073916

8. Liu Y., Zhang Y., Zheng X. et al. Gene silencing of indoleamine 2,3-dioxygenase 2 in melanoma cells induces apoptosis through the suppression of NAD+ and inhibits in vivo tumor growth // Oncotarget. 2016. V. 7 (22). P. 32331. https://doi.org/10.18632/oncotarget.8617

Title in english. 2019; 14: 82-87

PENETRATION OF ANTI-TUMOR NUCLEOTIDE-ACTINOMYCIN NANO-COMPLEXES INTO THYMOCYTES

Doinikova A. N., Kuchin A. V., Vekshin N. L.

https://doi.org/10.21517/1992-7223-2019-11-12-82-87

Abstract

Using spectrophotometry, spectrofluorimetry, IR spectroscopy and quasi-dark-field and fluorescence microscopy, the conditions for the penetration of the heterocyclic antitumor antibiotic actinomycin D (AMD) and its fluorescent derivative of 7-amino-actinomycin D (7AAMD) from thymocyte rats. It was revealed that AMD and 7AAMD themselves poorly penetrate thymocytes. Therefore, when used as medicines, they do not suppress the cellular immunity necessary to protect the body from oncology. The penetration of AMD and 7AAMD into thymocytes increases with an increased concentration of the antibiotic and an increase in the duration of cell incubation at 37°C. With the addition of NAD (nicotinamide adenine dinucleotide), AMP (adenosine monophosphate), GMF (guanosine monophosphate) or caffeine (nucleotide analogues capable of forming nano-complexes with an antibiotic), the occurrence of AMD and 7AAMD in thymocytes significantly increases. Therefore, treatment of cancer with actinomycin antibiotics cannot be carried out against the background of high concentrations of these substances. On the other hand, the results obtained on the increased occurrence of the antibiotic in the presence of nucleotide analogues mean that in their presence the therapeutic concentration of the antibiotic can be reduced. These data can be used in the treatment of lymphomas, leukemia and other oncological diseases. In this case, the use of NAD and other nucleotide analogues will be useful. The percentage of killed cells, determined by trypan blue staining, increases especially when using NAD.

References

1. Vekshin N.L. Biophysics of DNA-antibiotic Complexes. N.-Y.: Nova, 2011. 171 p.

2. Yarilin A. A. Immunologiya: uchebnik. M.: GEOTAR-Media, 2010. 752 s.

3. Wang L.F., Le G.W., Shi Y.H., Wan J.H. Effects of nucleotides on apoptosis of thymocytes / Eds. Zhonghua Yu Fang Yi Xue Za Zhi. 2005. V. 39 (1). P. 40.

4. Vekshin N. L., Kovalev V. I. Nucleotide carriers for anti-tumor actinomycin antibiotics // J. Biochem. 2016. V. 159 (1). P. 59. https://doi.org/10.1093/jb/mvv075

5. Rajman L., Chwalek K., Sinclair D.A. Therapeutic Potential of NAD-Boosting Molecules: The In Vivo Evidence // Cell. Metabol. 2018. V. 27 (3). P. 15. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2018.02.011

6. Poljsak B., Kovac R., Dahmane et al. Cancer Etiology: A Metabolic Disease Originating from Life’s Major Evolutionary Transition? // Oxid. Med. Cell. Longev. 2019. V. 2019. P. 7. https://doi.org/10.1155/2019/7831952

7. Pittelli M., Felici R., Pitozzi V. et al. Pharmacological effects of exogenous NAD on mitochondrial bioenergetics, DNA repair, andapoptosis // Mol. Pharmacol. 2011. V. 80(6). P. 1136. https://doi.org/10.1124/mol.111.073916

8. Liu Y., Zhang Y., Zheng X. et al. Gene silencing of indoleamine 2,3-dioxygenase 2 in melanoma cells induces apoptosis through the suppression of NAD+ and inhibits in vivo tumor growth // Oncotarget. 2016. V. 7 (22). P. 32331. https://doi.org/10.18632/oncotarget.8617