🔧На сайте запланированы технические работы
25.12.2025 в промежутке с 18:00 до 21:00 по Московскому времени (GMT+3) на сайте будут проводиться плановые технические работы. Возможны перебои с доступом к сайту. Приносим извинения за временные неудобства. Благодарим за понимание!
🔧Site maintenance is scheduled.
Scheduled maintenance will be performed on the site from 6:00 PM to 9:00 PM Moscow time (GMT+3) on December 25, 2025. Site access may be interrupted. We apologize for the inconvenience. Thank you for your understanding!

 

Synthesized Using β-Cyclodextrin Silver and Gold Nanoparticles as Radiosensitizers in Breast Cancer Radiotherapy

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Purpose: 1) Synthesis and characterization of β-cyclodextrin stabilized silver and gold nanoparticles. 2) Evaluation of the effect of the synthesized nanoparticles on the severity of radiobiological effects in irradiated breast cancer (BC) cells.

Material and methods: Gold and silver nanoparticles were synthesized using β-cyclodextrin as a reducing agent and stabilizer. Human BC cell lines MDA-MB-231 (ER-/PR-/ EGFR+/ HER2-) and MCF7 (ER+/ PR+/ EGFR-/ HER2-) were used in the work. The cells were irradiated on a RUB RUST-M1 (Russia) X-ray irradiation facility, equipped with two X-ray emitters, at a dose rate of 0.85 mGy/min, 200 kV voltage, 5.0 mA current, 1.5 mm Al filter. Nanoparticles were added 24 h before irradiation at a concentration of 0.5 mg/l. Cells without nanoparticles were used as a control. To assess radiobiological effects, foci of the DNA damage marker protein (γH2AX) were analyzed 1 and 24 hours after irradiation. Statistical and mathematical data analysis was performed using GraphPad Prism 9.0.2.161 software (GraphPad Software). Statistical significance was assessed using analysis of variance (ANOVA).

Results: Effective radiosensitization of BC cell lines MDA-MB-231 and MCF7 using β-cyclodextrin stabilized gold and silver nanoparticles (AuNPs and AgNPs) was shown. The results obtained indicate the achievement of statistically significant results already at a concentration of 0.5 mg/l, which is at least 20 times less than the concentrations previously used to achieve a significant effect.

Авторлар туралы

M. Pustovalova

Moscow Institute of Physics and Technology; A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center; Joint Institute for Nuclear Research

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Dolgoprudny, Russia; Moscow, Russia; Dubna, Russia

V. Nekrasov

Moscow Institute of Physics and Technology

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Dolgoprudny, Russia

E. Andreev

Joint Institute for Nuclear Research; Dubna State University

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Dubna, Russia

I. Fadeikina

Joint Institute for Nuclear Research; Dubna State University

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Dubna, Russia

S. Leonov

Moscow Institute of Physics and Technology

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Dolgoprudny, Russia

A. Nechaev

Joint Institute for Nuclear Research; Dubna State University

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Dubna, Russia

A. Osipov

Moscow Institute of Physics and Technology; A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center; Joint Institute for Nuclear Research

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Dolgoprudny, Russia; Moscow, Russia; Dubna, Russia

Әдебиет тізімі

  1. Arnold M., Morgan E., Rumgay H., Mafra A., Singh D., Laversanne M., et al. Current and Future Burden of Breast Cancer: Global Statistics for 2020 and 2040. Breast. 2022;66:15-23. doi: 10.1016/j.breast.2022.08.010.
  2. Chen Y., Yang J., Fu S., Wu J. Gold Nanoparticles as Radiosensitizers in Cancer Radiotherapy. Int J Nanomedicine. 2020;15:9407-30. doi: 10.2147/IJN.S272902.
  3. Jackson N., Cecchi D., Beckham W., Chithrani D.B. Application of High-Z Nanoparticles to Enhance Current Radiotherapy Treatment. Molecules. 2024;29;11:24-38. doi: 10.3390/molecules29112438.
  4. Khan M.J., Ahmad A., Zamzami M.A., Siddiqui S., Khan M.A. Bidirectional Approach of β-Cyclodextrin-Capped Silver Nanoparticles: Reduction in Toxicity and Enhancement in Antibacterial Activity. Clean Technologies and Environmental Policy. 2023;26;11:3955-64. doi: 10.1007/s10098-023-02618-9.
  5. Osipov A., Chigasova A., Yashkina E., Ignatov M., Vorobyeva N., Zyuzikov N., et al. Early and Late Effects of Low-Dose X-ray Exposure in Human Fibroblasts: DNA Repair Foci, Proliferation, Autophagy, and Senescence. International Journal of Molecular Sciences. 2024;25;15:8253. doi: 10.3390/ijms25158253.
  6. Osipov A.A., Chigasova A.K., Yashkina E.I., Ignatov M.A., Vorobyеva N.Y., Osipov A.N. Link Between Cellular Senescence and Changes in The Number and Size of Phosphorylated Histone H2ax Foci in Irradiated Human Fibroblasts. Medical Radiology and Radiation Safety. 2024;69;3:13-8. doi: 10.33266/1024-6177-2024-69-3-13-18.
  7. Babayan N.S., Guryev D.V., Vorobyeva N.Y., Grigoryan B.A., Tadevosyan G.L., Apresyan L.S., et al. Colony-Forming Ability and Residual Foci of DNA Repair Proteins in Human Lung Fibroblasts Irradiated with Subpicosecond Beams of Accelerated Electrons. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2021;172;1:22-5. doi: 10.1007/s10517-021-05323-z.
  8. Van Oorschot B., Oei A.L., Nuijens A.C., Rodermond H., Hoeben R., Stap J., et al. Decay of Gamma-H2AX Foci Correlates with Potentially Lethal Damage Repair and P53 Status in Human Colorectal Carcinoma Cells. Cell Mol Biol Lett. 2014;19;1:37-51. doi: 10.2478/s11658-013-0113-0.
  9. Sorokin M., Kholodenko R., Grekhova A., Suntsova M., Pustovalova M., Vorobyeva N., et al. Acquired Resistance to Tyrosine Kinase Inhibitors May be Linked with the Decreased sensitivity to X-ray Irradiation. Oncotarget. 2017;9;4:5111-24. doi: 10.18632/oncotarget.23700.
  10. Olive P.L. Retention of γH2AX Foci as an Indication of Lethal DNA Damage. Radiotherapy and Oncology. 2011;101;1:18-23. doi: 10.1016/j.radonc.2011.05.055.
  11. Saito K., McGehee K., Norikane Y. Size-Controlled Synthesis of Cyclodextrin-Capped Gold Nanoparticles for Molecular Recognition Using Surface-Enhanced Raman Scattering. Nanoscale Advances. 2021;3;11:3272-8. doi: 10.1039/d1na00125f.
  12. Paramelle D., Sadovoy A., Gorelik S., Free P., Hobley J., Fernig D.G. A Rapid Method to Estimate the Concentration of Citrate Capped Silver Nanoparticles from UV-Visible Light Spectra. The Analyst. 2014;139;19:4855-4861. doi: 10.1039/c4an00978a.
  13. Haiss W., Thanh N.T.K., Aveyard J., Fernig D.G. Determination of Size and Concentration of Gold Nanoparticles from UV−Vis Spectra. Analytical Chemistry. 2007;79;11:4215-21. doi: 10.1021/ac0702084.
  14. Mirzayans R., Andrais B., Scott A., Wang Y.W., Weiss R.H., Murray D. Spontaneous Gammah2ax Foci in Human Solid Tumor-Derived Cell Lines in Relation to p21WAF1 and WIP1 Expression. International Journal of Molecular Sciences. 2015;16;5:11609-28. doi: 10.3390/ijms160511609.
  15. Merkher Y., Kontareva E., Bogdan E., Achkasov K., Maximova K., Grolman J.M., et al. Encapsulation and Adhesion of Nanoparticles as a Potential Biomarker for TNBC Cells Metastatic Propensity. Sci Rep. 2023;13;1:12289. doi: 10.1038/s41598-023-33540-1.
  16. Thompson E.A., Graham E., MacNeill C.M., Young M., Donati G., Wailes E.M., et al. Differential Response of MCF7, MDA-MB-231, and MCF 10A Cells to Hyperthermia, Silver Nanoparticles and Silver Nanoparticle-Induced Photothermal Therapy. International Journal of Hyperthermia. 2014;30;5:312-23. doi: 10.3109/02656736.2014.936051.
  17. Nosrati H., Salehiabar M., Charmi J., Yaray K., Ghaffarlou M., Balcioglu E., et al. Enhanced in Vivo Radiotherapy of Breast Cancer Using Gadolinium Oxide and Gold Hybrid Nanoparticles. ACS Applied Bio Materials. 2023;6;2:784-92. doi: 10.1021/acsabm.2c00965.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».