Сравнительная оценка эффективности радиосенсибилизации оксидом графена и MXene Ti3C2 — двумерными наночастицами на основе углерода — в отношении клеток рака молочной железы: характеристика, токсичность и механизмы

Эффективность двух наноматериалов на основе углерода — оксида графена (GO) и MXene Ti3C2 (MX) — в модуляции радиочувствительности клеток рака молочной железы (BCCs) исследовали с использованием клинического рентгеновского облучения. Полученные наночастицы GO и MX (NPs) сначала характеризовали методами инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье, ультрафиолетовой–видимой спектроскопии, атомно-силовой микроскопии и просвечивающей электронной микроскопии, после чего оценивали их радиобиологические свойства. Результаты анализа цитотоксичности показали, что ни одна из наночастиц не проявляла значительной цитотоксичности после 48 ч инкубации с клетками рака молочной железы при концентрациях до 50 µg ml−1 без облучения. Результаты оценки клеточной интернализации продемонстрировали примерно одинаковое поглощение обеих наночастиц клетками после 6 ч инкубации. Сравнительные исследования в условиях радиотерапии показали, что обе наночастицы существенно усиливали ингибирование пролиферации и апоптоз клеток рака молочной железы при рентгеновском облучении по сравнению с клетками, подвергнутыми только облучению. Кроме того, результаты проточной цитометрии с использованием диацетата 2′,7′-дихлорфлуоресцина и изображения флуоресцентной микроскопии выявили, что обе наночастицы значительно повышали уровень внутриклеточной генерации активных форм кислорода (ROS) в клетках рака молочной железы при рентгеновском облучении. Нанолисты MX продемонстрировали более высокую эффективность радиосенсибилизации, чем GO, при рентгеновском облучении благодаря более высокому уровню внутриклеточной генерации ROS (MX = 75,2% и GO = 65,2%). Анализ клоногенной выживаемости клеток и рассчитанные радиобиологические параметры показали, что обе наночастицы в сочетании с рентгеновским облучением вызывали больше летальных и меньше сублетальных повреждений клеток рака молочной железы. В целом полученные результаты демонстрируют, что наночастицы MX, являясь более сильными радиосенсибилизаторами по сравнению с GO, могут быть перспективными кандидатами для повышения эффективности радиотерапии при лечении рака молочной железы.