Yazarlar: Yanhong Wang, Xinyu Mang, Xuran Li, Zhengyu Cai, Fei Tan

Yayın: Wang, Y.; Mang X.; Li, X.; Cai, Z.; Tan, F. Cold atmospheric plasma induces apoptosis in human colon and lung cancer cells through modulating mitochondrial pathway. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2022, 10:915785. doi: 10.3389/fcell.2022.915785

Yayının tamamı için: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcell.2022.915785/full

Aşağıdaki metin, tıbbi alanda olası kullanım için endüstriyel ürünümüz piezobrush® PZ2 ile yapılan temel araştırmalara ilişkin ilginç bir yayını özetlemektedir.

Soğuk atmosferik plazma (SAP) işlemi, geleneksel tedavi yöntemlerinde bulunmayan önemli potansiyel ve faydalara sahip, gelişmekte olan ve gelecek vadeden bir onkoterapidir. Bu çalışmanın amacı, plazma tarafından engellenen proliferasyon ve plazma kaynaklı apoptozun HT29 insan kolon kanseri hücreleri ve A549 akciğer kanseri hücreleri üzerindeki etkisinin ve mekanizmasının in vitro ve in vivo olarak araştırılmasıdır.

Şekil 1. (A,B) Çalışmada kullanılan SAP cihazı piezobrush® PZ2 kitinin içeriği ve taşınabilirliği. (C) Plazma el cihazı kullanılarak hücresel işlem. (D) Çalışma esnasında plazma nozulunun yakından görünümü.

Plazma dermatolojisi, kısmen deriniBu çalışmada, termal olmayan plazma oluşturmak ve uygulamak için piezoelektrik doğrudan deşarj teknolojisine dayalı taşınabilir bir SAP el cihazı olan piezobrush® PZ2 kullanılmıştır. Maksimum 30 W güç tüketimi ile SAP cihazı, nozul sıcaklığı <50°C olan soğuk aktif plazma üretmiştir. Plazma nozulu, n insan vücudundaki en büyük ve en yüzeysel organ olması ve plazma uygulamasının nispeten kolay olması nedeniyle, plazma tıbbının ilgi çekici bir uzmanlık alanı 

işlenecek yüzeyin 10 mm yukarısına yerleştirilmiştir. İşlem süreleri 15, 30, 60 ve 120 saniyedir (Şekil 1 C, D). Plazma işleminin farklı tümör hücreleri üzerindeki etkisini incelemek için, HT29 ve A549 hücreleri üzerine, hücre kültür ortamında doğrudan plazma işlemi gerçekleştirilmiştir. 

Plazma uygulaması, HT29 kolon kanseri hücrelerinin ve A549 akciğer kanseri hücrelerinin çoğalmasını engellemiştir. SAP uygulamasının inhibitör etkisinin araştırılması Cell Counting Kit 8 ile yapılmıştır. Hücresel ve hücre altı düzeyde indüklenen morfolojik değişiklikler transmisyon elektron mikroskobu kullanılarak incelenmiş ve tümör hücresi göçü ve istilası, Transwell göçü ve Matrigel istilası tahlili kullanılarak gerçekleştirilmiştir

Şekil 2'deki optik (A) görüntülerinde piezobrush® PZ2 ile yapılan işlemin HT29 ve A549 hücrelerinde neden olduğu hasar görülmektedir. (B) ve (C) grafikleri, SAP ile uygulama süresi arttıkça azalan hücre aktivitesini göstermektedir. İlgili resimler ve değerler, üç bağımsız deneyin sonuçlarını temsil etmektedir.

Şekil 3’te görülen HT29 (A) ve A549 (B) hücreleri, SAP ile 30 ve 60 saniye işlenmiş, 24 saat inkübe edildikten sonra Transwell migrasyonu ve Matrigel invazyon deneyine tabi tutulmuştur. Göç ve istila tahlillerinin temsili görüntüleri (solda) ve istatistikleri (sağda) gösterilmiştir. Ölçek çubuğu 200 μm'ye karşılık gelmektedir. Deneyler üç tekrarlı olarak yapılmıştır.

HT29 ve A549 hücrelerindeki plazma kaynaklı apoptoz, akış sitometrisi ile birleştirilmiş AO/EB (akridin oranj / etidyum bromür) boyaması kullanılarak doğrulanmış ve sitokrom c, PARP, bölünmüş Kaspaz-3 ve Kaspaz-9, Bcl-2 ve Bax gibi apoptozla ilgili proteinlerin üretimi Western blot yöntemiyle doğrulanmıştır.

İn vitro testlerde elde edilen plazma uygulaması sonuçları, ksenogreft fareler kullanılarak in vivo olarak test edilmiştir. Antikanser etki doğrulanmış ve SAP aracılığıyla gerçekleşen apoptoza atfedilmiştir. İmmünohistokimyasal analiz, SAP uygulamasından sonra bölünmüş Kaspaz-9, Kaspaz-3, PARP ve Bax ekspresyonunun yukarı regüle edildiğini, Bcl-2'nin ekspresyonunun ise aşağı regüle edildiğini ortaya çıkarmıştır.