ナノ秒パルス電界によるCa2+フラックス変調のin vitroイメージングと分子特性

近年、非常に短い期間（ナノ秒）と非常に高い振幅（MV/M）を備えたパルス電界の適用が、新しい医療目的で調査されています。異なるマーカーの取り込みまたはアポトーシスの増加に対する細胞の電気感覚化を強化するために、分別されたパルス用量の利用を含む、さまざまな目的のためにさまざまな電気プロトコルが調査されています。この研究は、蛍光イメージングの使用に焦点を当てて、ナノ秒パルス電界を使用してエレクトロポレーションされた神経芽細胞腫（SH-SY5Y）および間葉系幹細胞（HAMSC）における短い電気パルスの異なる分画プロトコルによって誘導される分子カルシウムフラックスを調べました。実験的なセットアップでは、非分配用量に関して、ナノ秒パルス電界の分画用量の投与後のカルシウムフラックスの増加に関して、細胞電気感覚化を観察しませんでした。しかし、カルシウム依存性遺伝子（C-FOS、C-JUN、EGR1、NURR-1、β3-チューブリン）の標的活性化は、カルシウムフラックスの持続時間に基づいて観察されました。最終的なプラトーが到達しました。このレベルのコントロールは、カルシウムとナノ秒パルス電界の送達に依存するさまざまな医学的および生物学的治療に潜在的な用途を持っている可能性があります。

In recent years, the application of pulsed electric fields with very short durations (nanoseconds) and extremely high amplitudes (MV/m) has been investigated for novel medical purposes. Various electric protocols have been explored for different objectives, including the utilization of fractionated pulse doses to enhance cell electrosensitization to the uptake of different markers or an increase in apoptosis. This study focused on the use of fluorescence imaging to examine molecular calcium fluxes induced by different fractionated protocols of short electric pulses in neuroblastoma (SH-SY5Y) and mesenchymal stem cells (HaMSCs) that were electroporated using nanosecond pulsed electric fields. In our experimental setup, we did not observe cell electrosensitization in terms of an increase in calcium flux following the administration of fractionated doses of nanosecond pulsed electric fields with respect to the non-fractionated dose. However, we observed the targeted activation of calcium-dependent genes (c-FOS, c-JUN, EGR1, NURR-1, β3-TUBULIN) based on the duration of calcium flux, independent of the instantaneous levels achieved but solely dependent on the final plateau reached. This level of control may have potential applications in various medical and biological treatments that rely on calcium and the delivery of nanosecond pulsed electric fields.