Мультиклеточные опухолевые сфероиды в микрокапсулах как 3D модель in vitro для изучения эффекта фотодинамической терапии

• Автор: Зайцева-Зотова, Дарья Сергеевна
• Шифр специальности: 03.01.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. ФОТОДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕРАПИЯ
1.1.1. Механизмы деструкции раковой клетки при ФДТ
1.1.2. Параметры светового воздействия при фотодинамической терапии
1.1.3. Фотосенсибилизаторы
1.2. Модели раковых опухолей
1.2.1. Модели раковых опухолей in vitro
1.2.2. Мулътиклеточные опухолевые сфероиды
1.2.2.1. Строение сфероидов, некроз и гипоксия
1.2.2.2. Сфероиды для исследования фотодинамической терапии
1.2.2.2.1. Фундаментальные исследования фотодинамического воздействия
1.2.2.2.2. Оптимизация уровня светового воздействия
1.2.2.2.3. Многоэтапная фотодинамическая терапия
1.2.2.2.4. Комбинированная терапия
1.2.2.2.5. Инвазия
1.2.2.2.6. Ангиогенез
1.2.2.2.7. Математическое моделирование
1.2.2.2.8. Заключение

1.2.2.3. Методы получения сфероидов
1.3. МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЕ ЖИВОТНЫХ КЛЕТОК
1.3.1. Полиэлектролитные микрокапсулы для иммобилизации клеток
1.3.2. Основные требования предъявляемые к микрокапсулам
1.3.3. Полиэлектролиты для получения микрокапсул
1.3.3.1. Полианионы
1.3.3.2. Поликатионы
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ
2.2. Лабораторное оборудование
2.3. Методы исследования
2.3.1. Оптимизация методов формирования полиэлектролитных микрокапсул
2.3.1.1. Получение микрогранул на основе альгината кальция
2.3.1.2. Получение полиэлектролитных микрокапсул из микрогранул
2.3.2. Методы работы с культурами клеток
2.3.3. Исследование цитотоксичности модифицированных декстранов
2.3.4. Исследование агрегации клеток в присутствии пептида сус1о-ИСЦ/К
2.3.5. Формирование сфероидов в микрокапсулах
2.3.5.1. Стерилизация растворов для микрокапсулирования
2.3.5.2. Микрокалсулирование клеточных культур
2.3.5.3. Формирование сфероидов из заранее полученных агрегатов М3
2.3.5.4. Культивирование микрокапсулированных клеток

2.3.6. Исследование фотодинамического воздействия на сфероидах
2.3.6.1. Получение микрочастиц с включенным ФС®
2.3.6.2. Исследование проницаемости микрокапсул для фотосенсибилизаторов
2.3.6.3. Темновая цитотоксичность фотосенсибилизаторов
2.3.6.4. Фотоцитотоксичность фотосенсибилизаторов
2.3.6.5. Исследование эффекта фотодинамического воздействия с использованием ФС®-микрочастиц на мультиклеточные сфероиды
2.3.6.6. Гистологическое исследование сфероидов после фотодинамического воздействия
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Выбор полимеров для формирования полиэлектролитных микрокапсул
3.2. Исследование цитотоксичности выбранных полиэлектролитов
3.3. Оптимизация метода формирования микрокапсул
3.3.1. Оптимизация параметров формирования микрогранул
3.3.1.1. Получение микрогранул с помощью прибора с коаксиальной подачей сжатого воздуха (метод 1)
3.3.1.2. Получение микрогранул с помощью электростатического генератора микрочастиц (метод 2)
3.3.2. Определение оптимальных условий формирования микрокапсул
3.3.3. Характеристика полученных полиэлектролитных микрокапсул
3.4. Получение микрокапсулированных мультиклеточных опухолевых
сфероидов

сфероиде [89]. Другая модель учитывала как наличие питательных веществ в сфероидах, так и фазу клеточного цикла и гибель клеток, а также изменения в структуре опухоли, в частности, от накопившихся мертвых клеток в центре сфероида [90].
Не менее интересными являются математические модели, описывающие механизмы химиотерапии, радиотерапии и ФДТ. В 2000 году Т. Л. Джексон и X. М. Берн создали математическую модель для изучения лекарственной устойчивости и изменений сфероидов в ответ на химиотерапию [91]. Позже было проведено пространственно-временное моделирование доставки наночастиц в МОС. Модель описывала зависимость эффективности доставки наночастиц от изменений в строении сфероида [92]. Математическое моделирование было использовано для исследования эффектов многоэтапной ФДТ и для определения градиентов синглетного кислорода в сфероидах и соответствующих доз PS и света [69, 93, 94]. Кроме того, были смоделированы процессы формирования синглетного кислорода (и последующей гибели клеток) в сфероидах и кровеносных сосудах [95]. При математическом моделировании фотодинамического воздействия на опухоль ученые в первую очередь должны сфокусировать внимание на моделировании таких аспектов ФДТ, которые долго и дорого изучать на моделях in vitro и in vivo.
1.2.2.2.8. Заключение
Сфероид - это трехмерная система in vitro, воспроизводящая достаточно близко строение малых солидных опухолей. В частности, в сфероидах наблюдаются сходные с реальными градиенты кислорода, питательных веществ и pH. В противоположность