Структурно-функциональные закономерности воздействия амфифильных блок-сополимеров на раковые клетки (1105748), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Увеличение жизнеспособности клетокпод действием ПЭО-содержащих блок-сополимеровПри исследовании цитотоксичности плюроников мы обнаружили, что в концентрациипредшествующей ННК возникает увеличение конечного количества клеток по сравнению сконтрольными образцами, которые не подвергались воздействию полимера. Этот эффектмногократно описан в литературе как характерный для наиболее гидрофильных плюроников,содержащих 70 - 80% масс. ПЭО [190, 191, 184]. Неожиданным оказался тот факт, что мынаблюдали этот эффект также и с плюрониками, у которых массовая доля ПЭО составляла 10 50%.
Так, после инкубации клеток с плюроником L61 в концентрации от 15 мкМ и до 40 мкМк концу опыта их количество на 70% превосходило контрольную величину (рис. 20).Количество клеток, %12016010012080608040402000,11101001000Концентрация плюроника L61, мкM0Интенсивностьфлуоресценции ДФГТ, усл. ед.200 Рис.
20. Кривая цитотоксичности плюроника L61() (приведены усредненные данныедвенадцати экспериментов) и увеличение флюоресценции зонда ДФГТ при образованиимицелл плюроника L61(▲, правая ось ординат). Стрелки указывают ККМ и концентрациюплюроника, при которой прирост клеток достигал максимумаПри варьировании плотности посева клеток от 2000 до 4000 клеток на лункуколичество клеток после инкубации с 80 мкM плюроника L61 стабильно увеличивалось на 60– 70% по сравнению с контролем.
Таким образом, влияние полимера на жизнеспособностьклеток не зависит от количества клеток в лунке во время их взаимодействия с полимером.Сопоставление цитотоксичности и мицеллообразования плюроника L61 показало, что77он способствует увеличению жизнеспособности клеток при концентрациях выше ККМ (рис.20, ККМ указана стрелкой). Этот результат свидетельствует о том, что плюроник L61 только вмицеллярной форме способствовал повышению количества клеток.Таким же свойством обладает плюроник Р123. Он способствовал увеличениюколичества клеток в диапазоне концентраций 10 – 35 мкМ, что значительно выше его ККМ(0,5 ± 0,1 мкМ) (рис.
21). Следовательно, только мицеллы плюроника Р123 повышалижизнеспособность клеток.Количество клеток, %140120150100801006050402000.010.11101001000Интенсивностьфлуоресценции ДФГТ, усл. ед.200Концентрация плюроника P123, мкМ Рис. 21. Кривая цитотоксичности плюроника Р123 (○) (приведены усредненные данныешести экспериментов) и увеличение флюоресценции зонда ДФГТ при образовании мицеллплюроника Р123 (▲, правая ось ординат).
Стрелки указывают ККМ и концентрациюплюроника, при которой прирост клеток достигал максимумаТаким образом, гидрофобные плюроники, массовая доля гидрофильного блока которыхсоставляет 10 - 30%, только в мицеллярной форме способствуют увеличению количестваклеток.Интересно, что двублочный сополимер полидиметилсилоксана и ПЭО (ЭО54-ДМС7)увеличивал жизнеспособность клеток тоже только в мицеллярной форме, несмотря на то, чтомассовая доля гидрофильного блока в его молекуле составляет около 82%.
Возможно, этообъясняется тем, что благодаря большому размеру атома кремния и наличию двух метильныхостатков, каждое звено диметилсилоксана гораздо гидрофобнее звена пропиленоксида, чтопроявляется и в сравнительно низком значении ККМ (15 ± 5 мкМ). По этой причине онповышал жизнеспособность клеток подобно гидрофобным плюроникам.Вотличиеотгидрофобныхплюрониковисополимеранаосновеполидиметилсилоксана, плюроники L64 и P85, имеющие промежуточные значения ГЛБ (15 и16 соответственно, табл. 1), способствовали приросту количества клеток при концентрацияхниже ККМ. Причем эффект рос с увеличением концентрации юнимеров и достигал максимума78вблизи ККМ (рис. 22).
Эти данные свидетельствуют о том, что плюроники с массовой долейгидрофильного блока около 40 - 50% действуют в виде отдельных макромолекул. Однакоэффект проявляется только при их высокой концентрации. Полученные нами результатысогласуются с данными литературы о том, что после инкубации клеток колоректальнойкарциномы линии DHD/K12/TRb в бессывороточной среде в присутствии 100 мкМ Р85количество выживших клеток повышалось по сравнению с контролем до 172 ± 23% [168].Количество клеток, %160140150120100100806050402000.111010001000 10000Интенсивностьфлуоресценции ДФГТ, усл. ед.200Концентрация плюроника P85, мкMРис. 22.
Кривая цитотоксичности плюроника Р85 (○) (приведены усредненные данныешести экспериментов) и увеличение флюоресценции зонда ДФГТ при образовании мицеллплюроника Р85 (▲, правая ось ординат). Стрелки указывают ККМ и концентрацию плюроника,при которой прирост клеток достигал максимумаТакое же свойство проявлял и двублочный сополимер REP, эффект которого начиналпроявляться при концентрациях 5 мкМ, т.е. меньше ККМ, и достигал максимума приконцентрации 30 мкМ, т. е. вблизи ККМ (рис. 23) так же, как и в случае трехблочногосополимера - плюроника Р85. Эти результаты указывают на то, что степень блочности невлияет на способность полимера увеличивать конечное количество клеток.79Количество клеток, %140120150100801006040502000.111010010000Интенсивностьфлуоресценции ДФГТ, усл.
ед.200Концентрация REP, мкMРис. 23. Кривая цитотоксичности сополимера REP(○) (приведены усредненные данныесеми экспериментов). и увеличение флюоресценции зонда ДФГТ при образовании мицеллсополимера REP (▲, правая ось ординат). Стрелки указывают ККМ и концентрациюсополимера, при которой прирост клеток достигал максимумаТаким образом, блок-сополимеры ЭО и ПО с массовой долей гидрофильного ПЭОблока около 40 - 50%, как трехблочные, так и двублочный, проявляли поддерживающийэффект в дезагрегированном состоянии, но при достаточно высокой концентрации юнимероввблизи ККМ.В отличие от вышеперечисленных полимеров, наиболее гидрофильные плюроники,F68, F87 и F127, содержащие 70-80% масс. ПЭО, вызывали максимальный прирост количестваклеток на всем диапазоне исследованных нетоксичных концентраций (рис.
24).Количество клеток, %1201001508010060504001010010002010000Интенсивностьфлуоресценции ДФГТ, усл. ед.200Концентрация плюроника F68, мкMРис. 24. Кривая цитотоксичности плюроника F68 (○) (приведены усредненные данныечетырех экспериментов) и увеличение флюоресценции зонда ДФГТ при образовании мицеллплюроника F68 (▲, правая ось ординат). Стрелки указывают ККМ и концентрацию плюроника,при которой прирост клеток достигал максимума80Плюроник F68 увеличивал количество клеток до 160% даже при концентрацииюнимеров на порядок ниже ККМ (рис. 24). Полученные нами результаты полностьюсогласуются с данными литературы о повышении количества клеток по сравнению сконтролем под действием таких гидрофильных плюроников, как F127 и F68 [190, 191].Таким образом было исследовано влияние всех соединений, выбранных для даннойработы, на жизнеспособность клеток.
Для тех полимеров, которые способствовалиповышению количества живых клеток по сравнению с контролем, был определен (1) диапазонконцентраций, в котором количество клеток постепенно увеличивается, и (2) та концентрацияполимера, при которой прирост клеток максимален (КМП) (табл. 7).Таблица 7. ККМ полимеров и их концентрация, при которой достигался максимальныйприрост клеток (КМП). В скобках указан диапазон концентраций полимера, в которомнаблюдалось увеличение количества клетокПолимерКМП, мкMККМ, мкМННК, мкML6140 (15 - 40)11 ± 1100 ± 20L6435 (12 - 35)100 ± 25200 ± 50F68< 80800 ± 2004500 ± 5003±115 ± 5ПлюроникиL81нетP8530 (10 - 30)90 ± 30550 ± 150F87< 1640 ± 101200 ± 200P12360 (12 - 60)0,5 ± 0,1450 ± 100F12712 (0,3 -12)610 ± 1403500 ± 500REP30 (5 - 30)20 ± 5450 ± 100ПолиглицериныPG2нет8±19±1PG30нет45 ± 15170 ± 30PG76нет1000 [60]2800 ± 300(PG2)2нет40 ± 1014 ± 240 ± 525 ± 1Углеводородсодержащие ПАВBrij-35нетTriton X-100нет240 ± 4070 ± 8Сополимер на основе полидиметилсилоксанаЭО54-ДМС735 (15 ÷ 35)15 ± 5600 ± 15081В таблице 7 повторно приведены значения ККМ полимеров для удобства ихсопоставления со значениями КМП, которое показывает, в какой форме полимер проявляетданный биологический эффект.
Если КМП > ККМ, то полимер способствует увеличениюколичества клеток только в мицеллярной форме, как, например, в случае плюроников L61 иР123. Если КМП < ККМ, то полимер действует в форме отдельных макромолекул.Результаты анализа показали, что увеличение количества клеток происходит после ихинкубации с полимерами, содержащими линейный ПЭО в качестве гидрофильного блока (заисключением плюроника L81 и углеводородсодержащих ПАВ). Эффект может возникать как вприсутствии мицелл, так и юнимеров. Во всех опытах одночасовая инкубация клеток вбессывороточной среде в присутствии таких полимеров приводила к увеличению количестваклеток в конце опыта до 160 - 180% по сравнению с контрольными образцами, которыевыдерживали в среде без сыворотки и полимера.
Интересно, что увеличение количестваклеток до такого же уровня наблюдалось и в том случае, когда клетки культивировали напротяжении всего опыта в среде с 10% сыворотки, что было показано в несколькихэкспериментах. Сопоставление влияния сыворотки и полимеров на жизнеспособность клетокпозволяет заключить, что во время одночасовой инкубации в бессывороточной средеплюроники "стабилизируют" клеточный метаболизм, давая возможность клеткам продолжатьразмножение так же, как в присутствии 10% сыворотки. Причем, они способствуютувеличению количества клеток приблизительно до одного и того же уровня (160 - 180%)независимо от структуры полимера (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
