Targeted delivery of chemotherapeutic agents with aptamers is a very effective method increasing therapeutic index compared to non-targeted drugs.
Objective: To study the effectiveness of in vitro therapeutic effect of covalently conjugated GR20 DNA aptamer with doxorubicin on glioblastoma cells compared to reference culture of human fibroblasts.
Material and methods: A Sus/fP2 cell culture was obtained from glioblastoma tissue sample to analyze the effectiveness of conjugate. A linear culture of human dermal fibroblasts (mesenchymal stem cells) DF1 was used as a control. To assess antiproliferative activity of covalently conjugated GR20 aptamer with doxorubicin, we used the MTS test. The Cell Index was measured using the xCelligence S16 cell analyzer assessing viability of cell cultures by recording changes in real time.
Results: Human glioblastoma Sus/fP2 cells reduce own proliferative potential by 80% when exposed to doxorubicin (0.5 µM, 72 hours, MTS test), by 9% when exposed to GR20 aptamer (10 µM, 72 hours, MTS test) and by 26% when exposed to covalently conjugated DOX-GR20 (0.5 µM, 72 hours, MTS test). A long-term study of proliferative potential of Sus/fP2 cells on the xCelligence S16 analyzer revealed a significant decrease in the number of cells under the effect of doxorubicin and covalently conjugated DOX-GR20. Effectiveness of covalently conjugated DOX-GR20 is halved. GR20 aptamer at a concentration of 10 μM and its conjugate with doxorubicin DOX-GR20 at a concentration of 1 μM have no negative effect on cells of the control culture of DF1 fibroblasts, while doxorubicin is toxic for these cells. MTS test and xCelligence S16 cell analyzer found no decrease in metabolic activity of DF1 cells and their ability to proliferate.
Conclusion: We established obvious antiproliferative effect of covalent conjugate DOX-GR20 on continuous human glioblastoma cell culture Sus/fP2 without toxic effect on the reference culture (dermal fibroblasts DF1).
Целенаправленная доставка химиотерапевтических средств с аптамерами является очень эффективным методом, поскольку увеличивает терапевтический индекс по сравнению с нецелевыми препаратами.
Цель исследования: Изучить эффективность терапевтического воздействия in vitro ковалентного конъюгата ДНК-аптамера GR20 с химиопрепаратом доксорубицином на опухолевые клетки глиобластомы в сравнении с его воздействием на референсную культуру фибробласты человека.
Материал и методы: Из образца опухолевой ткани глиобластомы получали клеточную культуру Sus/fP2 для анализа эффективности конъюгата. В качестве контроля использовали линейную культуру дермальных фибробластов (мезенхимальные стволовые клетки) человека DF1. Для оценки антипролиферативной активности ковалентного конъюгата аптамера GR20 с антрациклиновым антибиотиком доксорубицином использовали MTS-тест. Измерение величины Клеточного индекса проводили на клеточном анализаторе xCelligence S16, который оценивает жизнеспособность клеточных культур, регистрируя изменения в режиме реального времени.
Результаты: Показано, что клетки глиобластомы человека Sus/fP2 снижают пролиферативный потенциал при воздействии доксорубицина (0,5 мкМ, 72 ч, MTS-тест) на 80%, при воздействии аптамера GR20 (10 мкМ, 72 ч, MTS-тест) на 9%, ковалентный конъюгат DOX-GR20 (0,5 мкМ, 72 ч, MTS-тест) — на 26%. Пролонгированное исследование воздействия на пролиферативный потенциал клеток Sus/fP2 на анализаторе xCelligence S16 показало значительное снижение количества клеток под действием доксорубицина и ковалентного конъюгата DOX-GR20, при этом эффективность второго снижается вдвое. Показано, что аптамер GR20 в концентрации 10 мкМ и его конъюгат с доксорубицином DOX-GR20 в концентрации 1 мкМ не оказывают негативного влияния на клетки контрольной культуры фибробластов DF1, тогда как доксирубицин токсичен для этих клеток. И в MTS-тесте, и на клеточном анализаторе xCelligence S16 не было зарегистрировано снижения метаболической активности клеток DF1 и их способности к пролиферации.
Заключение: Установлено наличие выраженного антипролиферативного эффекта от воздействия ковалентного конъюгата DOX-GR20 на перевиваемую клеточную культуру глиобластомы человека Sus/fP2 при полном отсутствии его токсического воздействия на референсную культуру — дермальные фибробласты DF1.
Keywords: DNA aptamer; covalent conjugate of DNA aptamer with doxorubicin; doxorubicin; glioblastoma.