Ultragarso poveikio CHO ląstelių membranų pralaidumui tyrimas in vitro

Abstract

Didelių ir mažų bioaktyvių molekulių pernaša į ląsteles ir audinius yra plačiai nagrinėjama teorinė ir praktinė biotechnologijos ir biomedicinos problema. Šiuo metu rinkoje specifiškų, efektyvių ir visiškai saugių metodų nėra, todėl naujų metodų kūrimas ir vystymas yra labai aktualus. VDU biofizikinių tyrimų laboratorijoje išvystyta mažų (vaistų, fluorescencinių markerių) ir didelių (DNR) molekulių pernaša į ląsteles ir audinius naudojant stiprius elektrinius laukus [...]. Paveikus ląsteles ar audinius tokiais elektriniais laukais, galima sukelti ląstelių elektroporaciją, t.y. porų susiformavimą ląstelių plazminėje membranoje. To pasėkoje vaistų, fluorescemcinių markerių, DNR, bei kitų medžiagų patekimas į ląsteles gali būti stipriai palengvintas [...]. Paskutinio dešimtmečio tyrimai rodo, kad įvairių molekulių pernašos efektyvumą galima ženkliai padidinti taikant aukšto intensyvumo ultragarsą – sonoporaciją. Iki šiol nuoseklių ir sistemiškų sonoporacijos tyrimų trūkta. Paskelbtuose kitų tyrėjų ląstelių poracijos darbų apžvalgose [...] matome, kad dauguma tyrėjų ląstelių poracijai naudojo ultragarsui kontrastingos medžiagos mikroburbuliukus [...]. Bet keletui tyrėjų pavyko pasiekti sonoporavimą ir be mikroburbuliukų, vien intensyvaus ultragarso poveikiu [...]. Išties, daugelio autorių sonoporacijos tyrimai skiriasi savo objektais, sonoporacijos eksperimentine metodika, todėl kol kas dar sunku tiksliai įvertinti sonoporacijos perspektyvas. [...]

Under sufficiently strong electric pulses cells in suspension or tissue undergo membrane electroporation. This allows delivering of various exogenous molecules into cytoplasm of electroporated cells. In this study we tested whether high intensity ultrasound (US) applied to cell suspension can induce similar membrane poration. Chinese hamster ovary (CHO) cells were subjected to continuous wave 880 kHz ultrasound for 30 s at various US intensities. To evaluate cell poration we used cytotoxic drug bleomycin and Trypan Blue dye. The results show that at US intensity of 0,3 W/cm2 more than 50% of treated cell were stained in blue, indicating that cells membrane integrity was significantly changed. To exclude that Trypan Blue stained only died cell we measured cell viability at various US intensities. No cell death was observed at 0.3 W/cm2 US intensity. Finally, our results showing cell viability decrease after US cell treatmet in the present of bleomycin, suggests that under our experimental conditions part of the survived cells were permeabilized or sonoporated