Kalcio jonų pernaša į ląsteles taikant elektroporaciją

Abstract

Elektroporacija – procesas, kurio metu ląsteles paveikus elektriniais impulsais ląstelių plazminėje membranoje atsiveria medžiagos, todėl išorėje esančios įvairios medžiagos patenka į jų vidų. Elektroporaciją naudojant su įvairiais vaistais vadinama elektrochemoterapija. Tai populiarėjantis metodas vėžio terapijoje. Kadangi šie vaistai yra brangūs, ieškoma pigesnių alternatyvų, todėl kalcio jonai čia vaidina svarbų vaidmenį. Šiame darbe tirta skirtingų kalcio jonų koncentracijų poveikis ląstelėms po elektroporacijos. Sukurta nauja kalcio elektroporacijos terpė, kadangi naudojant standartinę elektroporacijos terpę su kalcio jonais, iškrenta kalcio fosfato nuosėdos. Ląstelių metabolinis aktyvumas įvertintas MTT metodu, ląstelių gyvybingumas – ląstelių kolonijų formavimo testu. Metabolinio aktyvumo rezultatai pateikti 30 min., 12 val. ir 24 val. po eksperimento. Eksperimentų metu naudoti skirtingi elektroporacijos parametrai. Po atliktų eksperimentų nustatyta, kad mažos kalcio jonų koncentracijos (0,5 mM) padidina ląstelių gyvybingumą. Efektyviai ląsteles žudė 1200 V/cm, 100 µs, 4 HV el. impulsai esant 1 mM kalcio jonų koncentracijai – žuvo net 91,51 ± 1,6 %. Ląstelių metabolinio aktyvumo padidėjimas matomas po 12 val. paveikus 2 HV impulsais. Po 4 HV ir 12 val. padidėjimas matomas esant mažoms koncentracijoms, iki 0,2 mM. Po 24 val. esant didesnėms nei 0,5 mM kalcio koncentracijoms, ląstelių metabolinis aktyvumas sumažėja.

Electroporation is a process, when cells after exposure to electric field, become permeable to substances which normally cannot go through plasma membrane. Using electroporation together with drugs is called electrochemotherapy. This method is becoming more popular in clinics for curing cancer. As these drugs are expensive, scientists are looking for alternatives. Calcium ions are increasingly being used in this kind of experiments. The aim of this study is to determine what effect of different calcium ion concentrations are to cells after electroporation. A new calcium electroporation buffer was made, because using standard electroporation buffer with calcium ions, phosphates precipitate into solids as calcium phosphate forms. For evaluating cell’s metabolic activity MTT reduction assay was used, and for evaluating cell viability clonogenic assay was used. Metabolic activity was measured at 30 min., 12 and 24 hours after experiment. Different electroporation parameters were used in experiments. After the experiments it was determined that small calcium ion concentrations (0,5 mM) raises cell viability. At 1 mM Ca2+ concentration after the 1200 V/cm, 100 µs, 4 HV electrical impulses 91,51 ± 1,6 % of cells were dead. Metabolic activity increase is observable after 12 hours 2 HV electrical impulses. After 4 HV and 12 val. of experiment an increase is observable at small calcium concentrations (0,2 mM). After 24 hours at higher than 0,5 mM Ca2+ concentrations, metabolic activity drops.