ルイス肺癌細胞に対するC60フラーレン - シスプチンナノコンプレックスの毒性

シスプラチン（CIS-PT）は、さまざまな起源の腫瘍に対して広く使用されている細胞毒性剤ですが、その治療効率は非選択的効果と高い毒性によって大幅に制限されています。CIS-PTのナノキャリアとの共役は、薬物ターゲティングを可能にする1つの選択肢であると考えられています。この研究の目的は、遊離薬物と比較してルイス肺癌（LLC）細胞に対するC60フラーレンとCIS-PTとCIS-PTとの非共有相互作用によって形成されたナノコンプレックスの毒性効果を推定することでした。走査型トンネル顕微鏡検査により、水性コロイド溶液中のC60-CIS-PTナノ粒子の最小サイズは1.1 nmであるのに対し、C60フラーレンのサイズは0.72 nmであるため、ナノコンプレックスの形成が確認されました。LLC細胞に対するC60-CIS-PTナノコンプレックスの細胞毒性効果は、遊離薬物と比較して、それぞれ48時間と72時間でそれぞれ3.3倍および4.5倍低いIC50値で高くなることが示されました。12.5 µmのCIS-PTはLLC細胞の生存率と形態に影響を与えませんでしたが、CIS-PT-等価濃度のC60-CIS-PTナノコンプレックスは細胞生存率を大幅に低下させ、形状と接着を損ない、移動を阻害し、アポトーシス性SubG1期における移動を阻害しました。C60-CIS-PTナノコンプレックスによって誘導されたアポトーシスは、二重アネキシンV-FITC/PI染色を伴うLLC細胞の外面でのホスファチジルセリンの3/7の活性化と外部化によって確認されました。C60-CIS-PTナノコンプレックスの成分としてのC60フラーレンは、CIS-PT侵入と細胞内蓄積を促進し、肺癌細胞に対する薬物の毒性効果の強化に寄与すると想定しています。

Cisplatin (Cis-Pt) is the cytotoxic agent widely used against tumors of various origin, but its therapeutic efficiency is substantially limited by a non-selective effect and high toxicity. Conjugation of Cis-Pt with nanocarriers is thought to be one option to enable drug targeting. The aim of this study was to estimate toxic effects of the nanocomplex formed by noncovalent interaction of C60 fullerene with Cis-Pt against Lewis lung carcinoma (LLC) cells in comparison with free drug. Scanning tunneling microscopy showed that the minimum size of C60-Cis-Pt nanoparticles in aqueous colloid solution was 1.1 nm whereas that of C60 fullerene was 0.72 nm, thus confirming formation of the nanocomplex. The cytotoxic effect of C60-Cis-Pt nanocomplex against LLC cells was shown to be higher with IC50 values 3.3 and 4.5 times lower at 48 h and 72 h, respectively, as compared to the free drug. 12.5 µM Cis-Pt had no effect on LLC cell viability and morphology while C60-Cis-Pt nanocomplex in Cis-Pt-equivalent concentration substantially decreased the cell viability, impaired their shape and adhesion, inhibited migration and induced accumulation in proapoptotic subG1 phase. Apoptosis induced by the C60-Cis-Pt nanocomplex was confirmed by caspase 3/7 activation and externalization of phosphatidylserine on the outer surface of LLC cells with the double Annexin V-FITC/PI staining. We assume that C60 fullerene as a component of the C60-Cis-Pt nanocomplex promoted Cis-Pt entry and intracellular accumulation thus contributing to intensification of the drug's toxic effect against lung cancer cells.