Photoexcited fullerene C 60 disturbs prooxidant‐antioxidant balance in leukemic L1210 cells

• Published in: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 2013-03, Vol.44 (2-3), p.139-143
• Main Authors: Grynyuk, I., Grebinyk, S., Prylutska, S., Mykhailova, A., Franskevich, D., Matyshevska, O., Schütze, C., Ritter, U.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0933-5137; 1521-4052
• DOI: 10.1002/mawe.201300105

According to the data of laser‐correlation spectroscopy of the pristine fullerene C 60 water colloid solution used in the study the average hydrodynamic radius of nanoparticles was 50 nm and no agglomeration was observed. With the use of the fluorescent probe 2′,7′‐dichlorofluorescein the production of reactive oxygen species (ROS) in rat thymocytes and in human leukemic cells L1210 pretreated with 10 –5 M fullerene C 60 and irradiated in a diapason 320–600 nm was estimated. Irradiation per se is shown to be followed by slight increase of ROS production. No further increase of fluorescent signal was detected in thymocytes during 3 h of incubation after combined action of C 60 and irradiation. In contrast leukemic cells respond to combined action of C 60 and irradiation by pronounced intensification of ROS production. This phenomenon is shown to be connected with prooxidant‐antioxidant imbalance induced by photoexcited fullerene C 60 in L1210 cells, enhancement of the first superoxide dismutase against decreasing of the second glutathione peroxidase steps of antioxidant defense. The prooxidant effect of photoexcited fullerene C 60 leading to oxidative stress could be used for elaborating the strategies of targeted oxidative injury of leukemic cells. Laser‐Korrelation‐Spektroskopie an wässrigen kolloidalen Fullerenlösungen zeigte, dass der durchschnittliche hydrodynamische Radius der Fullerenspezies 50 nm beträgt und dass keine Agglomeration der Spezies auftritt. Mit Hilfe von Fluoreszenzsubstanzen (2′,7k‐Dichlorofluorescein) konnte die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) in Thymocyten (Ratten) und Leukämiezellen, die mit einer 10 –5 M Fullerenlösung vorbehandelt waren und anschließend bestrahlt wurden (Bereich 320–600 nm), abgeschätzt werden. Unmittelbar im Anschluss an die Bestrahlung kommt es zu einem leichten Anstieg der ROS‐Bildung. Ein weiterer Anstieg des Fluoreszenzsignals konnte in den Thymocyten nach kombinierter Behandlung mit Fulleren und Bestrahlung auch nach 3 h Inkubation der Zellen nicht beobachtet werden. Demgegenüber reagieren die Leukämiezellen auf die kombinierte Behandlung mit Fulleren und Bestrahlung mit einer ausgeprägten Steigerung der ROS Bildung. Dieses Phänomen kann mit einer Störung des Antioxidanzien‐ und Prooxidanziengleichgewichtes in Leukämiezellen L1210 durch photochemisches angeregtes Fulleren erklärt werden. Es erfolgt eine Anreicherung des Prooxidants Superoxid‐Dismutase und eine Abnahme des Oxidants Glutathion‐P