Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Determination of selected metals in cytosol in cancer and regular cells exposed to cytotoxic metallodrugs

Krzysztof Igor Gryś

Abstract

Fighting cancer has been a very important research subject of the last several decades. The two big problems are how fast and how continuously cancer cells undergo multiplication. Scientists have been looking for new drugs, being more selective towards regular cells but also effective in induction of apoptosis process in cancer cells. Auranofin, gold(I) complex is being clinically used since the eighties as drug for rheumatoid arthritis treatment. It also shows its cytotoxic properties. It means that the complex, due to its additional positive side effects (anti-inflammatory and antibacterial properties) should be tested as potential antitumor drug. Based on research conducted in several clinical trials, scientists were able to determine that auranofin is responsible for activation of mitochondrial apoptosis pathway, in contrast to popular cisplatin, that binds to DNA chain. During study auranofin and cisplatin cytotoxicity was checked. Human lung cancer cells (A549) were selected and exposed to different amounts of metallodrugs in the culture media. Method of simultaneous metals determination (Mn, Fe, Cu, Zn, Pt, Au) in cells was established using inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP MS) equipped with cross-flow nebulizer. Beforehand the cells solution underwent mineralization. Results confirmed the effect of these drugs had on metal content in cells. In the case of auranofin, the biggest changes were observed for Fe, and in the case of cis-Pt – the amounts of Cu and Zn were increasing. The changes in Fe content induced by auranofin treatment can be related to mitochondrial apoptosis pathway in which cytochrome c and AlkB are active. Cisplatin may cause big oxidative stress as a metallodrug actively co-transported with copper and zinc. Similar amounts of the drug in culture medium were more efficiently absorbed in the case of auranofin and caused faster loss in viability of cells. The developed method proved to be reliable and repeatable to determine selected elements. Obtained results can serve for a better understanding of auranofin way of action.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Krzysztof Igor Gryś (FC) Krzysztof Igor Gryś,, Faculty of Chemistry (FC)
Title in Polish
Oznaczanie wybranych metali w cytozolu komórek rakowych i prawidłowych poddanych testom cytotoksyczności
Supervisor
Katarzyna Pawlak (FC/CAC) Katarzyna Pawlak,, Chair Of Analytical Chemistry (FC/CAC)Faculty of Chemistry (FC)
Certifying unit
Faculty of Chemistry (FC)
Affiliation unit
Chair Of Analytical Chemistry (FC/CAC)
Study subject / specialization
, Technologia Chemiczna
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
01-02-2016
Issue date (year)
2016
Reviewers
Katarzyna Pawlak (FC/CAC) Katarzyna Pawlak,, Chair Of Analytical Chemistry (FC/CAC)Faculty of Chemistry (FC) Mariusz Pietrzak (FC/CMB) Mariusz Pietrzak,, Chair of Medical Biotechnology (FC/CMB)Faculty of Chemistry (FC)
Keywords in Polish
komórki nowotworowe, nowotwór płuc, spektrometria mas z jonizacją w plazmie indukcyjnie sprzężonej, ICP MS, auranofina, cis-platyna, metalo-leki, mineralizacja, cytotoksyczność, homeostaza metali, apoptoza
Keywords in English
cancer cells, lung cancer, inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP MS, auranofin, cisplatin, metallodrugs, mineralization, cytotoxicity, metal homeostasis, apoptosis
Abstract in Polish
Walka z nowotworem to bardzo popularny temat badań w ostatnich dziesięcioleciach. Duży problem stanowi szybkość i nieustanność procesu rozmnażania się komórek nowotworowych. Od lat próbuje się znaleźć nowe leki, będące bardziej selektywne względem komórek prawidłowych przy jednoczesnej dużej skuteczności indukcji procesu apoptozy w komórkach rakowych. Auranofina, kompleks złota(I) stosowany klinicznie od lat 80-tych XX w. jako lek na reumatoidalne zapalenie stawów wykazuje także właściwości cytotoksyczne. Oznacza to, że kompleks ten, ze względu na dodatkowe pozytywne efekty uboczne (właściwości przeciwzapalne i przeciwbakteryjne) powinien być zbadany, jako potencjalny lek przeciwnowotworowy. Na podstawie badań przeprowadzonych do tej pory w różnych ośrodkach, udało się ustalić, że auranofina jest odpowiedzialna za uaktywnienie mitochondrialnego mechanizmu apoptozy komórki natomiast popularna cis-platyna odpowiedzialna jest za tworzenie połączeń z łańcuchem DNA. W trakcie badań sprawdzano cytotoksyczność auranofiny oraz cis-platyny w przypadku komórek raka płuc (A549) oraz wpływ na zmianę homeostazy metali w komórce. Opracowana metoda jednoczesnego oznaczania metali (Mn, Fe, Cu, Zn, Pt, Au) w cytozolu komórkowym polegała na mineralizacji pobranych komórek, a następnie przygotowaniu roztworów mineralizatów do oznaczeń za pomocą spektrometrii mas z jonizacją w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP MS). Otrzymane wyniki potwierdzają wpływ tych leków na zawartości metali w komórkach. W przypadku auranofiny największe zmiany zaobserwowano dla żelaza a w przypadku cis-platyny - miedzi i cynku. Zmiany zawartości żelaza w komórkach związane z wchłanianiem auranofiny można powiązać z mitochondrialnym mechanizmem apoptozy, w którym ważna jest aktywność cytochromu c i białka Alk B (oba wiążące jony żelaza). Natomiast cis-platyna wywołuje silny stres oksydacyjny. W trakcie badań potwierdzono również większą cytotoksyczność auranofiny – podobne ilości leku w medium hodowlanym były wydajniej wchłaniane i wywoływały znacznie większą umieralność komórek. Opracowana metoda okazała się wiarygodną i powtarzalną do oznaczania wymienionych pierwiastków. Badania te mogą przysłużyć się lepszemu poznaniu działania auranofiny jako leku przeciwnowotworowego.
File
  • File: 1
    Krzysztof Gryś - praca inżynierska.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 8408

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT429bc3d7cf1d4f60b85d65cb717965f3/
URN
urn:pw-repo:WUT429bc3d7cf1d4f60b85d65cb717965f3

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page