Advances in Clinical and Experimental Medicine

Title abbreviation: Adv Clin Exp Med
JCR Impact Factor (IF) – 1.736
5-Year Impact Factor – 2.135
Index Copernicus  – 168.52
MEiN – 70 pts

ISSN 1899–5276 (print)
ISSN 2451-2680 (online)
Periodicity – monthly

Download original text (EN)

Advances in Clinical and Experimental Medicine

2006, vol. 15, nr 2, March-April, p. 241–245

Publication type: original article

Language: English

Proliferating Cell Nuclear Antigen in Neoplastic PC12 and Normal 3T3 Balb Cells After Photodynamic Therapy

Aktywność w komórkach linii nowotworowej PC12 i prawidłowej 3T3 Balb pod wpływem terapii fotodynamicznej

Jolanta Saczko1,, Małgorzata Daczewska2,, Julita Kulbacka1,, Agnieszka Chwiłkowska1,, Teresa Banaś1,

1 Department of Medical Biochemistry, Silesian Piasts University of Medicine in Wrocław, Poland

2 Department of General Zoology, Zoological Institute University of Wroclaw, Poland

Abstract

Background. Photodynamic treatment (PDT) is an emerging therapeutic procedure for the management of cancer, based on the used of photosensitizers, compounds that generate highly reactive oxygen species (ROS) on irradiation with visible light.
Objectives. Study of the effect of photodynamic therapy with photosentilizer application (Photofrin II) and laser light on proliferative activity of neoplastic and normal cell lines.
Material and Methods. Effect of photodynamic therapy with photosensitizer application (Photofrin II) and laser light of 632.8 nm wavelength on proliferative activity of neoplastic PC12 and normal 3T3 Balb cell lines was studied. The experiment was conducted at different irradiation times and different times of incubation with photosensitizer. The cells proliferation was analyzed by immunocytochemical method ABC with monoclonal antibodies anti−PCNA.
Results. Decrease in the number of proliferating cells was shown in both neoplastic and normal cell lines. Differences in the proliferating cells number between the two lines were insignificant. In neoplastic line cells PC12 the greatest drop in proliferative activity was found after 1 h and 3 h incubation with photosensitizer at 10−minute irradiation time. In normal line cells 3T3 Balb lowered proliferative activity was noticed after 1 h and 24 h incubation with photosensitizer at 10−minute irradiation, and after 24 h incubation with photosensibilizator at 5−minute irradiation. No significant decrease in proliferating cells number was observed in neoplastic and normal lines without irradiation, mainly after 0 h and 24 h incubation periods. Greater decrease in proliferative activity in PC12 cells was observed after 3 h incubation without irradiation, as compared to 3T3 Balb cells.
Conclusion. The obtained results suggest that photosensitizer (Ph II) has significant influence on proliferative activity of neoplastic and normal cells.

Streszczenie

Wprowadzenie. Terapia fotodynamiczna (PDT) jest nowoczesną i obiecującą metodą wykrywania i zwalczania nowotworów, prowadzącą do rozpadu komórek na drodze fotodynamicznego utleniania. Terapia polega na selektywnym zatrzymywaniu w tkance nowotworowej fotouczulacza, który po aktywacji światłem powoduje powstawanie reaktywnych form tlenu (RFT). Pod wpływem RFT w komórce pojawia się stres oksydacyjny, a w rezultacie następuje śmierć komórki.
Cel pracy. Ocena aktywności proliferacyjnej komórek linii nowotworowej PC12 i prawidłowej 3T3 Balb pod wpływem terapii fotodynamicznej
Materiał i metody. Zbadano wpływ terapii fotodynamicznej z wykorzystaniem fotofrinu II (Ph II), wzbudzanego światłem czerwonym o długości fali λ = 632,8 nm, na aktywność proliferacyjną komórek nowotworowych PC12 i prawidłowych 3T3 Balb. Zastosowano różne czasy naświetlania i różne czasy inkubacji z fotouczulaczem. Aktywność proliferacyjną komórek oceniono metodą immunocytochemiczną ABC z zastosowaniem przeciwciał anty−PCNA.
Wyniki. Dla obu linii komórkowych wykazano zmniejszającą się liczbę proliferujących komórek. Różnice w proliferacji PC12 i 3T3 Balb nie były istotne. Największe zmniejszenie aktywności proliferacyjnej dla PC12 można było zaobserwować po 1 i 3 godzinach inkubacji z Ph II i po 10 minutach naświetlania. Dla linii prawidłowej zmniejszenie aktywności proliferacyjnej stwierdzono dla inkubacji z Ph II po 24 godz. inkubacji i 5 minutach na świetlania. Dla obu linii nie zaobserwowano żadnego znaczącego zmniejszenia aktywności bez naświetlania po inkubacji z fotouczulaczem dla 0 i 24 godzin. Największe zmniejszenie wartości indeksu proliferacyjnego obserwowano dla inkubacji po 1 godzinie dla PC12 oraz dla inkubacji po 1 i 3 godzinach dla 3T3 Balb.
Wnioski. Uzyskane wyniki sugerują, że zastosowany fotouczulacz (Ph II) ma znaczący wpływ na aktywność proliferacyjną komórek prawidłowych i nowotworowych.

Key words

photodynamic therapy, PCNA, Photofrin II

Słowa kluczowe

terapia fotodynamiczna, PCNA, fotofrin II

References (23)

  1. Luksiene Z: Photodynamic therapy: mechanism of action and ways to improve the efficiency of treatment. Medicina 2003, 39(12), 1137–1150.
  2. Mang TS: Laser and light sources for PDT: past, present and future. Photodiagn Photodyn Ther 2004, 1, 43–48.
  3. Kim SY, Kwon OJ, Park JW: Inactivation of catalase and superoxide dismutase by singlet oxygen derived from photoactivated dye. Biochimie 2001, 83, 437–444.
  4. Ohse T, Nagaoca S, Arakawa Y, Kawakami H, Nakamura K: Cell death by reactive oxygen species generated from water−soluble cationic metalloporphyrins as superoxide dismutase mimics. J Inorg Biochem 2001, 85, 201–208.
  5. Cases A, Perotti C, Fukuda H, del C. Batlle AM: Photodynamic therapy of activated and resting lymphocytes and its antioxidant adaptive response. Lasers Med Sci 2002, 17, 42–50.
  6. Rockson SG, Lorenz DP, Cheong W−F, Woodburn KW: Photoangioplasty: An emerging clinical cardiovascular role for photodynamic therapy. Circulation 2000, 102(5), 591–596.
  7. Korbelik M, Parkins CS, Shibuya H, Cecic I, Stradford MRL, Chaplin DJ: Nitric oxide production by tumour tissue: impact on the response to photodynamic therapy. Br J Cancer 2000, 82(11), 1835–1843.
  8. Ali SM, Olivo M: Mechanisms of action of phenanthroperylenquinones in photodynamic therapy. Int J Oncol 2003, 22, 1181–1191.
  9. Yang Y, Sharma R, Sharma A, Avasthi S, Avasthi YC: Lipid peroxidation and cell cycle signalling: 4−hydroxynonenal, a key molecule in stress mediated signalling. Acta Biochim Polon 2003, 50(2), 319–336.
  10. Almeida RD, Manadas BJ, Carvalho AP, Duarte CB: Intracellular mechanisms in photodynamic therapy. Biochim Biophys Acta 2004, 1704, 59–86.
  11. Saczko J, Kulbacka J, Chwilkowska A, Lugowski M, Banas T: Levels of lipid peroxidation in A549 cells after PDT in vitro. Ann Acad Med Bialocent 2004, 49, 82–84.
  12. Fuchs J, Weber S, Kaufmann R: Genotoxic potential of porphyryn type photosensitizers with particular emphasis on 5−aminolevulinic acid: implications for clinical photodynamic therapy. Free Rad Biol Med 2000, 28(4), 537–548.
  13. Girotti AW: Photosensitized oxidation of membrane lipids: reaction pathways, cytotoxic effects, and cytoprotective mechanisms. J Photochem Photobiol 2001, 63: 103–113.
  14. Patito IA, Rothmann C, Malik Z: Nuclear transport of photosensitizers during photosensitization and oxidative stress. Biol Cell 2001, 93, 285–291.
  15. Kessel D, Luo Y: Mitochondrial photodamage and PDT−induced apoptosis. J Photochem Photobiol 1998, 42, 89–95.
  16. Plaetzer K, Kiesslich T, Verwanger T, Krammer B: The modes of cell death induced by PDT: an overview. Med Lasser Appl 2003, 18, 7–19.
  17. Wyld L, Reed MW, Brown NJ: Differential cell death response to photodynamic therapy is dependent on dose and cell type. Br J Cancer 2001, 84, 1384–1386.
  18. Kaneko T, Chiba H, Yasuda T, Kusama K: Detection of photodynamic therapy−induced early apoptosis in human salivary gland tumour cells in vitro and in mouse tumour model. Oral Oncol 2004, 40(9), 787–792.
  19. Behrend L, Henderson G, Zwacka RM: Reactive oxygen species in oncogenic transformation. Biochem Soc Trans 2003, 31, 1441–1444.
  20. Konan YN, Gurny R, Alleman E: State of the art delivery of photosensitizers for photodynamic therapy. J Photochem Photobiol 2001, 66, 89–106.
  21. Allison RR, Downie GH, Cuenca R, Hu XH, Childe CJH, Sibata CH: Photosensitizers in clinical PDT. Photodiagn Photodyn Ther 2004, 1, 27–42.
  22. Abuja PM, Albertini R: Methods for monitoring oxidative stress, lipid peroxidation and oxidation resistance of lipoproteins. Clin Chim Acta 2001, 306, 1–17.
  23. Macrobert AJ, Speight PM, Bennet JH: Induction of apoptotic cell death by photodynamic therapy in human keratinocytes. Arch Oral Biol 1998, 43(2), 143–149.