INVESTIGATION OF THE INTRACELLULAR DISTRIBUTION OF DOXORUBICIN IN MCF-7 HUMAN BREAST ADENOCARCINOMA CELLS BY THE METHOD OF CORRELATIVE SCANNING FLUORESCENT PROBE NANOTOMOGRAPHY

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The development of technologies for effective targeted drug delivery for oncotherapy requires the elaboration of new methods to analyze the features of micro- and nanoscale distributions of antitumor drugs in cells and tissues. This paper presents a new approach to three-dimensional analysis of intracellular distribution of cytostatics using fluorescence scanning optical-probe nanotomography technology. Correlative analysis of nanostructure and distribution of injected doxorubicin in studied MCF-7 human breast adenocarcinoma cells made it possible to reveal the features of drug penetration and accumulation in cells. The developed technology based on the principles of scanning optical probe nanotomography is applicable to study the distribution patterns of various fluorescent or fluorescence-labelled substances in cells and tissues.

About the authors

O. I. Agapova

Shumakov National Medical Research Center of Transplantology and Artificial Organs

Email: igor_agapov@mail.ru
Russian, Moscow

I. I. Agapov

Shumakov National Medical Research Center of Transplantology and Artificial Organs

Author for correspondence.
Email: igor_agapov@mail.ru
Russian, Moscow

V. A. Oleinikov

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences; National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)

Email: igor_agapov@mail.ru
Russian, Moscow; Russian, Moscow

A. V. Lyundup

Рeoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)

Email: igor_agapov@mail.ru
Russian, Moscow

D. V. Yakovlev

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: igor_agapov@mail.ru
Russian, Moscow

E. A. Markvicheva

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: igor_agapov@mail.ru
Russian, Moscow

A. M. Gileva

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: igor_agapov@mail.ru
Russian, Moscow

D. O. Solovyeva

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: igor_agapov@mail.ru
Russian, Moscow

K. E. Mochalov

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: igor_agapov@mail.ru
Russian, Moscow

A. E. Efimov

Shumakov National Medical Research Center of Transplantology and Artificial Organs

Email: igor_agapov@mail.ru
Russian, Moscow

S. V. Gautier

Shumakov National Medical Research Center of Transplantology and Artificial Organs; Sechenov University

Email: igor_agapov@mail.ru
Russian, Moscow; Russian, Moscow

References

  1. Ross L.E., Dykstra M. Biological Electron Microscopy: Theory, Techniques, and Troubleshooting. 2nd Edition, Springer Science & Business Media. 2011. 534 p.
  2. Deng X., Xiong F., Li X., et al. Application of atomic force microscopy in cancer research. // J Nanobiotechnol. 2018. V. 16. P. 102.
  3. Hell S.W. Microscopy and its focal switch // Nature Methods. 2008. V. 6. № 1. P. 24–32.
  4. Caplan J., Niethammer M., Taylor R.M.II, et al. The Power of Correlative Microscopy: Multi-modal, Multi-scale, Multi-dimensional // Curr Opin Struct Biol. 2011. V. 21 № 5. P. 686–693.
  5. Narang A., Desai D. Anticancer Drug Development In: Pharmaceutical Perspectives of Cancer Therapeutics. Lu Y., Mahato R.I., Eds. Springer. 2009. P. 49–92.
  6. Hay M., Thomas D.W., Craighead J.L., et al. Clinical development success rates for investigational drugs // Nat. Biotechnol. 2014. V. 32. P. 40–51.
  7. Garnacho C. Intracellular Drug Delivery: Mechanisms for Cell Entry // Curr Pharm Des. 2016. V. 22. № 9. P. 1210–1226.
  8. Efimov A.E., Agapov I.I., Agapova O.I., et al. A novel design of a scanning probe microscope integrated with an ultramicrotome for serial block-face nanotomog-raphy // Review of Scientific Instruments. 2017. V. 88. P. 023701.
  9. Агапова О.И., Ефимов А.Е., Сафонова Л.А., и др. Сканирующая оптическо-зондовая нанотомография для исследования структуры биоматериалов и клеток // Доклады Российской академии наук. Науки о жизни. 2021. Т. 500. № 1. С. 483–487.
  10. Mochalov K.E., Chistyakov A.A., Solovyeva D.O. et al. An instrumental approach to combining confocal microspectroscopy and 3D scanning probe nanotomography // Ultramicroscopy. 2017. V. 182. P. 118–123.
  11. Hölscher H. AFM, Tapping Mode. In: Bhushan B. (eds.) Encyclopedia of Nanotechnology. Springer, Dordrecht. 2012. P. 99.
  12. Zankel A., Wagner J., Poelt P. Serial sectioning methods for 3D investigations in materials science // Micron. 2014. V. 62. P. 66–78.
  13. Efimov A.E., Agapova O.I., Safonova L.A. et al. 3D scanning probe nanotomography of tissue spheroid fibroblasts interacting with electrospun polyurethane scaffold. // Express Polymer Letters. 2019. V. 13(3). P. 632–641.
  14. Matsko N., Mueller M. AFM of Biological Material Embedded in Epoxy Resin // J Struct Biol. 2004. V. 146. P. 334–343.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (1MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 О.И. Агапова, А.Е. Ефимов, К.Е. Мочалов, Д.О. Соловьева, А.М. Гилева, Е.А. Марквичева, Д.В. Яковлев, А.В. Люндуп, В.А. Олейников, И.И. Агапов, С.В. Готье

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».