Ukr.Biochem.J. 2022; Том 94, № 2, березень-квітень, c. 66-75

doi: https://doi.org/10.15407/ubj94.02.066

Застосування наночастинок золота для визначення сперміну в присутності інших поліамінів

18.07.2022   Uncategorized   No comments

Ю. В. Яніш1, М. П. Прилуцький1*, С. П. Залєток1, Ю. П. Муха2

1Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р. Є. Кавецького НАН України, Київ;
2Інститут хімії поверхні ім. О. О. Чуйка НАН України, Київ;
*e-mail: prilutskiy.maxim@gmail.com

Отримано: 19 жовтня 2021; Затверджено: 01 липня 2022

Розробка методів визначення поліамінів у біологічних клітинах необхідна для вдосконалення ранньої діагностики та лікування у хворих на рак передміхурової залози. Застосування наночастинок благородних металів є одним із перспективних напрямів у діагностиці захворювань. Згідно з даними літератури, досі не було розроблено методу, який би дозволив достовірно відрізнити спермін від інших поліамінів, а також їх ацетильованих форм і інших молекул, присутніх у біологічних рідинах. Зокрема, недостатньо вивчено вплив таких вторинних метаболітів, як сечовина, що присутня у сечі здорових людей і хворих на рак передміхурової залози. Розроблений метод демонструє спектрофотометричне визначення за допомогою наночастинок золота власне сперміну, а також сперміну в комбінації з іншими поліамінами, такими як путресцин і спермідин, або сечовиною. Показано, що метод можна застосовувати для селективного визначення сперміну, а наявність спермідину та путресцину істотно не впливає на результати досліджень. Більше того, не було отримано жодних доказів впливу ацетильованих форм поліамінів або сечовини на визначення сперміну.

Ключові слова: , , , ,

Посилання:

  1. Soda K. The mechanisms by which polyamines accelerate tumor spread. J Exp Clin Cancer Res. 2011;30(1):95. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  2. Berdinskikh NK, Zaletok SP. Polyamines and tumor growth. Naukova dumka, 1987. 141 p. (In Russian).
  3. Löser C, Fölsch UR, Paprotny C, Creutzfeldt W. Polyamines in colorectal cancer. Evaluation of polyamine concentrations in the colon tissue, serum, and urine of 50 patients with colorectal cancer. Cancer. 1990;65(4):958-966. PubMed, CrossRef
  4. Kubota S, Okada M, Yoshimoto M, Murata N, Yamasaki Z, Wada T, Imahori K, Ohsawa N, Takaku F. Urinary polyamines as a tumor marker. Cancer Detect Prev. 1985;8(1-2):189-192. PubMed
  5. Shukla-Dave A, Castillo-Martin M, Chen M, Lobo J, Gladoun N, Collazo-Lorduy A, Khan FM, Ponomarev V, Yi Z, Zhang W, Pandolfi PP, Hricak H, Cordon-Cardo C. Ornithine decarboxylase is sufficient for prostate tumorigenesis via androgen receptor signaling. Am J Pathol. 2016;186(12):3131-3145. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  6. Huang W, Eickhoff JC, Mehraein-Ghomi F, Church DR, Wilding G, Basu HS. Expression of spermidine/spermine N(1) -acetyl transferase (SSAT) in human prostate tissues is related to prostate cancer progression and metastasis. Prostate. 2015;75(11):1150-1159. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  7. Zabala-Letona A, Arruabarrena-Aristorena A, Martín-Martín N, Fernandez-Ruiz S, Sutherland JD, Clasquin M, Tomas-Cortazar J, Jimenez J, Torres I, Quang P. et al. mTORC1-dependent AMD1 regulation sustains polyamine metabolism in prostate cancer. Nature. 2017;547(7661):109-113. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  8. Tessem MB, Bertilsson H, Angelsen A, Bathen TF, Drabløs F, Rye MB. A Balanced Tissue Composition Reveals New Metabolic and Gene Expression Markers in Prostate Cancer. PLoS One. 2016;11(4):e0153727. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  9. Andersen MK, Giskeødegård GF, Tessem MB. Metabolic alterations in tissues and biofluids of prostate cancer patients. Curr Opin Endocr Metab Res. 2020;10:23–28. CrossRef
  10. Goodwin AC, Jadallah S, Toubaji A, Lecksell K, Hicks JL, Kowalski J, Bova GS, De Marzo AM, Netto GJ, Casero RA Jr. Increased spermine oxidase expression in human prostate cancer and prostatic intraepithelial neoplasia tissues. Prostate. 2008;68(7):766-772. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  11. Affronti HC, Rowsam AM, Pellerite AJ, Rosario SR, Long MD, Jacobi JJ, Bianchi-Smiraglia A, Boerlin CS, Gillard BM, Karasik E, Foster BA, Moser M, Wilton JH, Attwood K, Nikiforov MA, Azabdaftari G, Pili R, Phillips JG, Casero RA Jr, Smiraglia DJ. Pharmacological polyamine catabolism upregulation with methionine salvage pathway inhibition as an effective prostate cancer therapy. Nat Commun. 2020;11(1):52. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  12. Sun L, Yang J, Qin Y, Wang Y, Wu H, Zhou Y, Cao C. Discovery and antitumor evaluation of novel inhibitors of spermine oxidase. J Enzyme Inhib Med Chem. 2019;34(1):1140-1151. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  13. Bentrad VV, Zaletok SP, Klenov OO, Vitruk YuV, Stakhovsky E.O. Gene expression of polyamine metabolism proteins in human prostate cancer and benign prostatic hyperplasia. Oncology. 2020;22(1–2):32-35.
  14. Lynch MJ, Nicholson JK. Proton MRS of human prostatic fluid: correlations between citrate, spermine, and myo-inositol levels and changes with disease. Prostate. 1997;30(4):248-255. PubMed, CrossRef
  15. Serkova NJ, Gamito EJ, Jones RH, O’Donnell C, Brown JL, Green S, Sullivan H, Hedlund T, Crawford ED. The metabolites citrate, myo-inositol, and spermine are potential age-independent markers of prostate cancer in human expressed prostatic secretions. Prostate. 2008;68(6):620-628. PubMed, CrossRef
  16. Tsoi TH, Chan CF, Chan WL, Chiu KF, Wong WT, Ng CF, Wong KL. Urinary Polyamines: A Pilot Study on Their Roles as Prostate Cancer Detection Biomarkers. PLoS One. 2016;11(9):e0162217. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  17. Kdadra M, Höckner S, Leung H, Kremer W, Schiffer E. Metabolomics Biomarkers of Prostate Cancer: A Systematic Review. Diagnostics (Basel). 2019;9(1):21. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  18. Akshaya K, Arthi C, Pavithra AJ , Poovizhi P, Antinate SS, Hikku GS, Jeyasubramanian K, Murugesan R. Bioconjugated gold nanoparticles as an efficient colorimetric sensor for cancer diagnostics. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2020;30:101699. PubMed, CrossRef
  19. Singh P, Pandit S, Mokkapati VRSS, Garg A, Ravikumar V, Mijakovic I. Gold Nanoparticles in Diagnostics and Therapeutics for Human Cancer. Int J Mol Sci. 2018;19(7):1979. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  20. António M, Vitorino R, Daniel-da-Silva AL. Gold nanoparticles-based assays for biodetection in urine. Talanta. 2021;230:122345. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  21. Zaletok SP, Klenov OO, Gogol SV, Bentrad VV, Stakhovsky EO, Vitruk YuU, Grechko BO. Blood and urine polyamines as new diagnostic markers of prostate cancer. Oncology. 2019;21(3):219-223. (In Ukrainian). CrossRef
  22. Fletcher JT, Bruck BS. Spermine detection via metal-mediated ethynylarene ‘turn-on’ fluorescence signaling. Sens Actuators B Chem. 2015;207(Pt A):843-848. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  23. Jornet-Martínez N, González-Béjar M, Moliner-Martínez Y, Campíns-Falcó P, Pérez-Prieto J. Sensitive and selective plasmonic assay for spermine as biomarker in human urine. Anal Chem. 2014;86(3):1347-1351. PubMed, CrossRef
  24. Checkman IS., Pryskoka AO. Nanogold and nanocoatings: state scientific investigation prospects in medical application. Ukr Med J. 2010;2(76): 37-43. (In Ukrainian).
  25. Kimling J, Maier M, Okenve B, Kotaidis V, Ballot H, Plech A. Turkevich method for gold nanoparticle synthesis revisited. J Phys Chem B. 2006;110(32):15700-15707. PubMed, CrossRef
  26. Katifelis H, Lyberopoulou A, Mukha I, Vityuk N, Grodzyuk G, Theodoropoulos GE, Efstathopoulos EP, Gazouli M. Ag/Au bimetallic nanoparticles induce apoptosis in human cancer cell lines via P53, CASPASE-3 and BAX/BCL-2 pathways. Artif Cells Nanomed Biotechnol. 2018;46(sup3):S389-S398. PubMed, CrossRef
  27. Suzuki I, Ogawa M, Seino K, Nogawa M, Naito H, Yamakoshi K I, Tanaka S. Reagentless Estimation of Urea and Creatinine Concentrations Using Near-Infrared Spectroscopy for Spot Urine Test of Urea-to-Creatinine Ratio. Adv Biomed Eng. 2018;7:72–81.CrossRef
  28. Casero RA Jr, Murray Stewart T, Pegg AE. Polyamine metabolism and cancer: treatments, challenges and opportunities. Nat Rev Cancer. 2018;18(11):681-695. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  29. Bae DH, Lane DJR, Jansson PJ, Richardson DR. The old and new biochemistry of polyamines. Biochim Biophys Acta Gen Subj. 2018;1862(9):2053-2068. PubMed, CrossRef
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.