Incorporation of electroendocytosis and nanosecond pulsed electric field in electrochemotherapy of breast cancer cells

电穿孔 电化学疗法 纳秒 电场 材料科学 内吞作用 光电子学 化学 生物物理学 光学 激光器 细胞 物理 生物 量子力学 基因 生物化学
作者
Amr A. Abd-Elghany
出处
期刊:Electromagnetic Biology and Medicine [Taylor & Francis]
卷期号:41 (1): 25-34
标识
DOI:10.1080/15368378.2021.1978479
摘要

The study aimed to evaluate the possibility to perform electrochemotherapy using nanosecond pulsed electric field (nsPEF) and low electric field (LEF) monopolar electrical impulses to alleviate the problems of conventional electroporation. Two types of pulses have been used to treat MCF-7 human breast carcinoma cell line: very low voltage (electric field strength) long trains of short unipolar electric pulses, and low frequencies of extremely intense (40kV/cm), ultra-short (10ns) electric pulses. The electropermeabilization efficiency of the formed endocytotic vesicles was measured using the cloning efficacy test. The cell viability was decreased significantly at a repetition frequency begins from 0.01 Hz by ~35% and reached complete cell loss at 1 Hz of nanosecond pulses for cells treated before with monopolar pulses at 20 V/cm in the presence of BLM with 4 µM concentration. The uptake of non-permeant drugs has been done without plasma membrane permeabilization (classical electroporation), but by endocytosis. Nanosecond electric pulses can disrupt the membrane of endocytotic vesicles and release the cytotoxic drug bleomycin.
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