Intercellular effects of metal containing meso-tetra- (4N-oxyethylpyridyl) porphyrins: cytotoxicity to two photon imaging - L. S. Abgaryan; Ye. B. Dalyan (ՀՀ ԳԱԱ հրատ.)
Porphyrins and metal-derivatives of porphyrins are one of the interesting investigation fields for biomedical research. Understanding the effects of porphyrins at the cellular level may promote development of novel methods of treatment of a series of disorders including cancer. Two-Photon microscopy was performed in order to understand sub-cellular localization of investigated porphyrins. Furthermore the sub-cellular localizations of Ag, Co and Zn containing meso-tetra-(4Noxyethylpyridyl) porphyrins (TOEPyPs) were correlated with their cytotoxic properties. In addition, the cytotoxicity of these compounds was also studied on wild type and mutated mammalian cell systems. It has been observed that even though at low concentrations all porphyrins are being equally distributed on cell surface, at high concentrations the Ag, Co and Zn containing porphyrins have dramatically different mode of interaction with mammalian cells: The two-photon microscopy revealed that only AgTOEPyP is being able to penetrate through the cell membrane and localize in particular organelles. Co and Zn containing TOEPyPs manly remain on cell surface and localizing in the cell membrane. Interestingly it was shown that AgTOEPyP is selectively cytotoxic for cells isolated from mammalian cancer nodules. Պորֆիրինները, ինչպես նաև պորֆիրինների մետաղական ածանցիալները, մեծ հետաքրքրություն են ներկայացնում կենսաբժշկական հետազոտությունների համար: Բջջային մակարդակում պորֆիրինների ներգործությունը հասկանալու արդյունքում հնարավոր է զարգացնել նոր և առավել էֆեկտիվ բուժման մեթոդներ տարբեր հիվանդությունների համար` այդ թվում նաև քաղցկեղի: Աշխատանքում օգտագործվել է երկֆոտոն միկրոսկոպիա, որպեսզի ուսումնասիրվի հետազոտվող պորֆիրինների տեղայնացումը բջիջներում: Ag, Co և Zn պարունակող meso-tetra-(4N-oxyethylpyridyl) պորֆիրինների (TOEPyPs) ներբջջային տեղայնացման էֆեկտները համակցվել են պորֆիրինների ցիտոտոքսիկ էֆեկտների հետ: Ավելին, պորֆիրինների ցիտոտոքսիկությունը ուսումնասիրվել է բնական և մուտացված (քաղցկեղային) բջիջների վրա: Ցույց է տրվել, որ, չնայած այն հանգամանքին, որ փոքր դոզանների դեպքում բոլոր երեք պորֆիրինները համասեռ բաշխվում են բջիջների մեմբրանի մակերևույթով, մեծ դոզաների դեպքում Ag, Co և Zn պարունակող պորֆիրինները տարբեր կերպ են փոխազդում բջիջների հետ: Երկֆոտոն միկրոսկոպիայի արդյունքները ցույց են տվել, որ AgTOEPyP թափանցում է բջջի մեջ և կուտակվում է որոշ օրգանելլաների մեջ: Co և Zn պարունակող TOEPy պորֆիրինները հիմնականում կուտակվում են բջջի մեմբրանային թաղանթի վրա: Նաև ցույց է տրվել, որ AgTOEPyP ընտրողաբար ցիտոտոքսիկ է գեղձերից անջատած քաղցկեղային բջիջների նկատմամբ: Порфирины и их металло-производные являются интересными объектами для биомедицинских исследований. Понимание эффекта порфирина на клеточном уровне может помочь развитию новых методов лечения для ряда болезней, в том числе и рака. Был применен метод двухфотонной микроскопии для того, чтобы понять локализации изучаемых порфиринов в клетках. Внутриклеточные локализации Ag, Co и Zn, содержащих meso-tetra-(4Noxyethylpyridyl) порфиринов (TOEPyPs), были сопоставлены с их цитотоксическими эффектами. Более того, цитотоксичность этих порфиринов была изучена на натуральных и мутированных клеточных системах. Было показано, что несмотря на то, что в малых дозах все порфирины равномерно распределяются по поверхности клеток, а в больших дозах Ag, Co и Zn, содержащие порфирины, взаимодействуют с клетками по-разному. Результаты двухфотонной микроскопии показывают, что только AgTOEPyP проникает через мембрану клетки и локaлизуется в особых органеллах клетки. Co и Zn, содержащие TOEPy порфирины, в основном остаются и локализуются на поверхности клеточной мембраны. Обнаружено также, что AgTOEPyP селективным образом токсичен для раковых клеток, изолированных от узлов млекօпитающих.
Keywords: Biology; Biochemistry; Molecular Biology