Virych P. Biological effects and action mechanisms of dextran-graft-polyacrylamide/zinc oxide nanoparticles on malignant and normal cells (experimental investigation)

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0824U002756

Applicant for

Specialization

  • 091 - Біологія

25-09-2024

Specialized Academic Board

ДФ 26.155.008

R.E. Kavetsky Institute of Experimental Pathology, Oncology and Radiobiology National Academy of Sciences of Ukraine

Essay

The aim of the study was to investigate the cytotoxic effects of the D-PAA/ZnO NPs/Dox nanosystem on normal and malignantly transformed cells in vitro and in vivo; to substantiate the feasibility of zinc nanoparticles to reduce the doxorubicin toxicity. Prostate and breast cancer cell lines, normal cell lines, and Walker-256 carcinosarcoma served as the object of the study. The experimental data indicate the cytoprotective of D-PAA/ZnO NPs against normal cell lines, and the cytotoxycity on cell models with a high degree of malignancy, whichincluding are resistant to the doxorubicin. It has been proven that the biological action of the D-PAA/ZnO NP nanosystem is realized by apoptosis of human prostate and breast cancer cells, as well as weak manifestations of the signs of apoptotic death of normal cells. It was established that the side effects of the doxorubicin combined with D-PAA/ZnO NPson the cells of vital organs of animals (liver, kidneys and spleen) with Walker-256 carcinosarcoma are much more tolerant than intravenous injection of doxorubicin. These results indicate a promising the use of zinc oxide nanoparticles as cytoprotectors of anthracycline-like compounds. The obtained fundamental data expand the existing understanding of the biological effects and mechanisms of interaction of zinc oxide nanoparticles and their complexes on normal and malignantly transformed cells. The identified duality of D-PAA/ZnO NP nanosystem action can be used for the development and introduction of the newest forms of antitumor agents into clinical practice. Their use as part of chemotherapy regimens for patients will reduce the side effects of cytostatics on normal cells and increase them in relation to malignant ones cells.

Research papers

Chumachenko V., Virych P., Nie G., Virych P., Yeshchenko O., Khort P., Tkachenko A., Prokopiuk V., Lukianova N., Zadvornyi T., Rawiso M., Ding L., Kutsevol, N. Combined Dextran-Graft-Polyacrylamide/Zinc Oxide Nanocarrier for Effective Anticancer Therapy in vitro. International Journal of Nanomedicine. 2023, 18, 4821–4838 // А

Virych P. A., Chumachenko V. A., Virych P. A., Pavlenko V. O., Kutsevol N. V. Cytotoxicity of dextran-graft-polyacrylamide/zinc oxide nanoparticles against doxorubicin-resistant breast cancer cells. The Ukrainian Biochemical Journal. 2023, 95(6), 73–80 // А

Virych P. A., Zadvorniy T. V., Borikun T. V., Lykhova O. O., Chumachenko V. A., Virych P. A., Pavlenko V. A., Kutsevol N. V., Lukianova, N. Y. Effects of dextran-graft-polyacrylamide/ZnO nanoparticles on prostate cancer cell lines in vitro. Experimental oncology. 2022, 44(3), 217–221 // А

Вірич П. А., Куцевол Н. В., Павленко В. О., Чумаченко В. А., Єщенко О. А., Вірич П. А., Лук'янова Н. Ю., Чехун В. Ф. (2023). Спосіб отримання наночастинок оксиду цинку у матриці полімеру для медикаментозної терапії злоякісних новоутворень (Патент України № UA 153845 U). Національний орган інтелектуальної власності державна організація "Український національний офіс інтелектуальної власності та інновацій"

Вірич П. А., Погребиська-Хмарська М. В., Павленко В. О., Куцевол Н. В.,Чехун, В. Ф. (12-13 жовтня 2021). Протипухлинна дія in vitro наносистеми Полімер-ZnOНЧ щодо клітин лінії передміхурової залози LNCaP. Науково-практична конференція молодих вчених «Сучасна онкологія: від фундаментальних досліджень до нових терапевтичних підходів», Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України. Київ, Україна. 2021,С. 220.

Вірич П. А., Лук'янова Н. Ю., Вірич П. А., Куцевол, Н. В. Зміни адгезивних властивостей клітин раку молочної та передміхурової залози людини під впливом нанокомпозиту декстран-поліакриламід/ZnOНЧ. ІІІ Міжнародна науково-практична інтернет-конференція «Проблеми та досягнення сучасної біотехнології». Національний фармацевтичний університет. Харків, Україна. 2023, С.136–137.

Вірич П. А., Вірич П. А., Мартинюк В. С., Куцевол Н. В. Визначення зміни кількості цинку у цитоплазмі клітин раку молочної та передміхурової залози людини при інкубації з наносистемами нанокомпозиту декстран-поліакриламід/ZnOНЧ. ІХ з’їзд українського біофізичного товариства. Навчально-науковий центр “Інститут біології та медицини” Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Київ, Україна. 2023, С. 158–160.

Вірич П. А., Вірич П. А., Куцевол Н. В. Експресія протеїнів регуляторів апоптозу, клітинного циклу та адгезії у клітинах ендотелію аорти миші після інкубації з декстран-ко-поліакриламід/ZnO НЧ. ІV Міжнародна науково-практична інтернет-конференція «Проблеми та досягнення сучасної біотехнології» Національний фармацевтичний університет. Харків, Україна. 2024, С. 190–191.

Вірич П. А., Власюк Д. А., Вірич П. А., Жебель Т.М., Куцевол Н. В. Дослідження рівня активних форм кисню та вуглеводного обміну у клітинах раку передміхурової, молочної залози людини різного ступеня злоякісності при комбінованому застосуванню наносистем декстран-ко-поліакриламід/zno наночастинки з доксорубіцином in vitro. XXI Міжнародна наукова конференція студентів та молодих вчених «Шевченківська весна: досягнення в науках про життя». Навчально-науковий центр “Інститут біології та медицини” Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Київ, Україна. 2024. С. 71-74.

Вірич П. А., Вірич П. А., Куцевол Н. В. Акумуляції цинку та гістопаталогічні зміни у тканинах печінки, нирок, селезінки та пухлини після внутрішньовенної ін’єкції декстран-кополіакриламід/zno наночастинки in vivo. VІ Науково-практична конференція студентів та молодих вчених з міжнародною участю «Від експериментальної та клінічної патофізіології до досягнень сучасної медицини і фармації». Національний фармацевтичний університет. Харків, Україна. 2024. С. 60-62.

Similar theses