Opisano metodę syntezy wrażliwych na powietrze tytanowych i wanadowych środków przeciwnowotworowych, wraz z oceną ich aktywności cytotoksycznej w stosunku do ludzkiej linii komórek rakowych za pomocą testu MTT.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Opisano metodę syntezy wrażliwych na powietrze tytanowych i wanadowych środków przeciwnowotworowych, wraz z oceną ich aktywności cytotoksycznej w stosunku do ludzkiej linii komórek rakowych za pomocą testu MTT.
Kompleksy tytanu (IV) i wanadu (V) są bardzo silnymi środkami przeciwnowotworowymi. Wyzwaniem w ich syntezie jest ich niestabilność hydrolityczna; Dlatego ich przygotowanie powinno odbywać się w atmosferze obojętnej. Ocenę aktywności przeciwnowotworowej tych kompleksów można osiągnąć za pomocą testu MTT.
Test MTT to test kolorymetryczny oparty na enzymatycznej redukcji cząsteczki MTT do formazanu, gdy jest ona wystawiona na działanie żywotnych komórek. Wynikiem redukcji jest zmiana koloru cząsteczki MTT. Pomiary absorbancji w stosunku do kontroli określają procent pozostałych zdolnych do życia komórek nowotworowych po ich leczeniu różnymi stężeniami badanego związku, co przekłada się na aktywność przeciwnowotworową związku i jego wartości IC50. Test MTT jest szeroko rozpowszechniony w badaniach cytotoksyczności ze względu na jego dokładność, szybkość i względną prostotę.
Tutaj prezentujemy szczegółowy protokół syntezy wrażliwych na powietrze leków na bazie metali i pomiarów żywotności komórek, w tym przygotowanie płytek komórkowych, inkubację związków z komórkami, pomiary żywotności za pomocą testu MTT oraz określenie wartości IC50.
Chemioterapia jest nadal jednym z głównych kierunków leczenia stosowanych w klinice różnych chorób nowotworowych, dlatego na całym świecie prowadzone są ogromne ilości badań mających na celu opracowanie nowych i ulepszonych leków przeciwnowotworowych. Takie badania najczęściej rozpoczynają się na poziomie chemicznym, od projektowania i przygotowania związków, a następnie biologicznej oceny właściwości cytotoksycznych in vitro. Żywotność komórek można ocenić za pomocą różnych testów, które dostarczają informacji na temat aktywności komórkowej1-2.
Cisplatyna jest przykładem kompleksu platynowego, który jest powszechnie stosowany jako lek chemioterapeutyczny, który jest uważany za skuteczne leczenie głównie raka jąder i jajników3-4. Jednak jego wąski zakres aktywności i poważne skutki uboczne skłaniają do badań nad innymi silnymi kompleksami metali przejściowych5-8. Między innymi kompleksy tytanu (IV) i wanadu (V) wykazały obiecujące wyniki wysokiej aktywności i zmniejszonej toksyczności9-16. Kompleksy Ti(IV) były pierwszymi, które weszły do badań klinicznych po cisplatynie ze względu na te właściwości; Jednak próby nie przeszły one z powodu trudności z formułowaniem i niestabilnością hydrolityczną. W związku z tym istnieje aktualna potrzeba opracowania ulepszonych pochodnych tych kompleksów metali, które mogą łączyć wysoką aktywność przeciwnowotworową z wodoodpornością15,17-21.
Wyzwanie w przygotowaniu kompleksów Ti (IV) i V (V) odnosi się do hydrolitycznej niestabilności odczynników prekursorowych; dlatego należy utrzymywać obojętną atmosferę. Przygotowanie związków Ti(IV) i V(V) przeprowadza się w warunkachN2 lub Ar w komorze rękawicowej lub przy użyciu technik Schlenka.
Jedna z powszechnych metod oceny aktywności przeciwnowotworowej opiera się na teście MTT (bromek 3-(4,5-dimetylotiazolylo)-2,5-difenylotetrazoliowy). Ten test jest testem żywotności kolorymetrycznej, który został zaprezentowany w 1983 roku przez Mosmann22. Jest niezwykle dobrze zbadany i scharakteryzowany, i jest uważany za wysoce skuteczny przy ocenie skuteczności nowych związków cytotoksycznych ze względu na jego precyzję, szybkość i zdolność do stosowania na różnych liniach komórkowych. Ten test żywotności opiera się na zmianie koloru cząsteczki MTT, gdy jest ona wystawiona na działanie żywotnych komórek. Pomiar absorbancji, która jest proporcjonalna do liczby komórek zdolnych do życia, oraz porównanie z nieleczonymi kontrolami, umożliwia ocenę zdolności hamowania wzrostu komórek badanego związku.
Test kolorymetryczny MTT przeprowadzany jest na 96-dołkowej płytce w formacie23. Komórki mogą wymagać wstępnej inkubacji w studzienkach przed dodaniem testowanego leku. Czas preinkubacji może wahać się od 0 do 24 godzin w zależności od właściwości linii komórkowej. Komórki są zwykle wystawione na działanie leku przez 24-96 godzin, w zależności od aktywności leku. Roztwór MTT jest następnie dodawany do leczonych komórek, gdzie żółty MTT jest redukowany do fioletowego formazanu przez różne enzymy mitochondrialne i cytozolowe, które działają w żywotnych komórkach (ryc. 1)24. Cząsteczka MTT nie jest redukowana przez martwe komórki lub czerwone krwinki (komórki nieaktywne metabolicznie), komórki śledziony (komórki spoczynkowe) i limfocyty stymulowane przez konkanawalinę A (komórki aktywowane)22. Po 3-4 godzinach inkubacji z MTT formazan wytrąca się. Tworzenie formazanu rozpoczyna się po 0,5 godziny inkubacji, ale dla uzyskania optymalnych rezultatów najlepiej jest wystawić komórki na działanie MTT przez co najmniej 3 godziny22. W związku z tym podłoże uprawowe jest usuwane, a formazan rozpuszcza się w rozpuszczalniku organicznym, najlepiej izopropanolu25, chociaż można również użyć DMSO26. Eliminacja pożywki ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia dokładnych wyników, ponieważ czerwień fenolowa, która jest powszechnie stosowana w pożywce wzrostowej, oraz białka wytrącające się mogą zakłócać pomiar absorbancji25. Gdy roztwór formazanu osiągnie jednorodność, absorbancję roztworu mierzy się za pomocą spektrofotometru z czytnikiem mikropłytek. Absorbancja przy 550 nm jest wprost proporcjonalna do liczby komórek w zakresie 200-50 000 komórek na studzienkę, a zatem można wykryć bardzo małe ilości komórek22. Absorbancja wskazuje ilość żywych komórek, które pozostały po leczeniu lekiem i jest porównywana z absorbancją komórek kontrolnych, które nie były narażone na działanie leku. Analiza wyników przez odpowiednie oprogramowanie dostarcza wartości IC50 (stężenie inhibicyjne; 50%) oraz ich błędy statystyczne na podstawie kilku powtórzeń pomiaru.
Test MTT jest powszechnie stosowany w badaniach cytotoksyczności do badań przesiewowych nowych związków przeciwnowotworowych, ze względu na jego dokładność i względną prostotę. Jednak przy stosowaniu testu MTT, który jest zależny od reakcji enzymatycznej, należy wziąć pod uwagę, że różne inhibitory enzymów mogą wpływać na zmniejszenie MTT i prowadzić do fałszywych wyników27. Ponadto test MTT nie dostarcza żadnych informacji na temat molekularnego mechanizmu aktywności cytotoksycznej leku2.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Kompleksy zostały przygotowane na podstawie ustalonych procedur18,28, a ich czystość może być oceniana za pomocą NMR i analizy pierwiastkowej.
Dane otrzymane z testu MTT są analizowane w celu oceny cytotoksyczności związku18,21. Najpierw wykonuje się odjęcie wartości absorbancji kontroli ślepej próby od wszystkich innych wartości. Po drugie, wartość kontrolna rozpuszczalnika THF jest ustawiona na 100% żywotności, ponieważ nie dodano żadnego związku hamującego wzrost. Wszy...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Metoda opisana w tym manuskrypcie łączy syntezę chemiczną z biologicznym testem żywotności komórek. Podobnie jak w przypadku innych metod biologicznych dotyczących żywotnych komórek, niezbędna jest praca w kapturze laminarnym i utrzymanie sterylnych warunków, w tym stosowanie sterylnych rozpuszczalników organicznych. Również przygotowanie i przechowywanie hydrolitycznie niestabilnych leków na bazie metali powinno odbywać się w warunkach obojętnych, do których należy wykorzystać komorę rękawicową lub techniki linii Schlen...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy deklarują, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.
Otrzymano finansowanie od Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych w ramach Siódmego Programu Ramowego Wspólnoty Europejskiej (FP7/2007-2013) / Umowa o grant ERBN nr [239603]
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| odczynnik/Materiał | |||
| Płodowa surowica bydlęca (FBS) | Biological Industries | 04-007-1A | |
| Heksan AR | Gadot | 830122313 | Suszone przy użyciu systemu suszenia rozpuszczalnikiem |
| Linia komórkowa HT-29 | ATCC | HTB-38 | |
| Isopropanol AR | Gadot | 830111370 | |
| L-glutamina | Przemysł biologiczny | 03-020-1B | |
| MTT | Sigma-Aldrich | M5655-1G | |
| Antybiotyki penicylinowe/streptomycyny | Przemysł biologiczny | 03-031-1B | |
| RPMI-1640 z czerwienią fenolową z L-glutaminą | Sigma-Aldrich | R8758 | |
| RPMI bez czerwieni fenolowej | Przemysł biologiczny | 01-103-1A | |
| Tetrahydrofuran (THF) AR | Gadot | 830156391 | suszony przy użyciu systemu suszenia rozpuszczalnikowego |
| Ti(OiPr)4 | Sigma-Aldrich | 205273-500ML | wrażliwy na wilgoć |
| Trypsyna/EDTA | Biological Industries | 03-052-1B | |
| VO(OiPr)3 | Sigma-Aldrich | 404926-10G | wilgotność sensitive |
| Sprzęt | |||
| 12-kanałowa pipeta 30-300 μ l | Pipeta 12-kanałowa Thermo Scientific | ||
| 5-50 &mm; l | Kolba Finnpipette | ||
| 75 cm2 | NUNC | 156472 | |
| 96-dołkowa płytka z pokrywką (płaskie dno) | NUNC | 167008 | |
| CO2 Binder | APT.line C150 | ||
| Komora licznika | Marienfeld-Superior | 650030 | |
| Fiolka Eppendorf | KARTELL | ||
| Schowek na rękawiczki | M. Braun | ||
| Kaptur z przepływem laminarnym | ADS LAMINAIRE | OPTIMALE 12 | |
| Czytnik mikropłytek spektrofotometr | Bio-Tek | El-800 | |
| Mikroskop | Nikon | Eclipse TS100 | |
| Pipeta 20-200 μ l | Pipeta Finnpipette | ||
| 5-50 μ l | Pipeta Finnpipette | ||
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie