Цель: исследовать эффект фотодинамического влияния с использованием хлорина Е6 в культурах клеток стандартизированной линии U251 глиобластомы (ГБ) человека при разных режимах лазерного облучения (ЛО) in vitro. Материалы и методы. Сформированы группы клеточных культур ГБ человека линии U251 в зависимости от условий культивирования и экзогенного влияния: 1) контрольные – культивированные в стандартной питательной среде (МЕМ с L-глутамином, 1 ммоль пирувата натрия, 10% фетальной телячьей сыворотки) и опытные: 2) культивированные при добавлении фотосенсибилизатора хлорина Е6 (1,0, 2,0 и 3,0 мкг/мл), 3) культивированные в питательной среде без добавления хлорина Е6 и подвергшиеся ЛО (диапазон интенсивности – 0,4–0,6 Вт, доза – 25–90 Дж/см2, непрерывный или импульсный режим), 4) культивированные в питательной среде при добавлении хлорина Е6 и подвергшиеся ЛО в упомянутых режимах. Проведены прижизненное динамическое наблюдение с фоторегистрацией (флуоресцентная и световая микроскопия, обзорные методики, прижизненная окраска витальным красителем (0,2% раствор трипанового синего), морфометрические исследования (митотический индекс, плотность жизнеспособных клеток). Результаты. Культуры клеток ГБ человека линии U251 характеризуются формированием своеобразных межклеточных связей (ретикулярной гистоархитектоники) опухолевых клеток с высоким полиморфизмом и активностью пролиферации. Хлорин Е6 инкорпорируется в цитоплазму клеток линии U251 с сохранением интенсивности флуоресценции в течение 72 час (срок наблюдения). Интенсивность флуоресценции хлорина Е6, инкорпорированного опухольнетрансформированными клетками фетального головного мозга крыс (Е14-16), намного слабее. Под влиянием хлорина Е6 (1,0, 2,0 и 3,0 мкг/мл) дозозависимо нарастают цитодеструктивные процессы в культуре клеток линии U251 с прогрессивной утратой жизнеспособности и снижением величины митотического индекса. Под влиянием ЛО в исследованных режимах жизнеспособность клеток линии U251 дозозависимо снижается уже через 1 час после воздействия с дальнейшим снижением через 24 ч (наиболее значимо (~30%) – при дозе ЛО 75–90 Дж/см2 в импульсном режиме). При сочетанном воздействии хлорина Е6 (2,0 мкг/мл) и ЛО жизнеспособность клеток линии U251 снижается дозозависимо через 1 ч после воздействия в 4,5–10,0 раз, наиболее значимо (~80%) – при дозе ЛО 75–90 Дж/см2 в импульсном режиме. Через 24 ч наблюдения при всех режимах сочетанного воздействия хлорина Е6 и ЛО жизнеспособные клетки в культурах клеток линии U251 не выявлены. Выводы. Установлена достаточная эффективность цитодеструктивного влияния хлорина Е6 (2,0 мкг/мл, предварительная инкубация в течение 6–24 ч) и наименьшей исследованной дозы ЛО (25 Дж/см2) в импульсном режиме в культуре клеток ГБ человека линии U251. Использование витального красителя позволяет выявить цитотоксические эффекты в культуре опухолевых клеток линии U251 на раннем этапе (в течение 1 ч после влияния хлорина Е6 и ЛО).

Objective: to study the effect of photodynamic exposure with the use of chlorine E6 in cell cultures of the standardized human glioblastoma (GB) cell line U251 under different modes of laser irradiation (LI) in vitro. Materials and methods. Groups of cell cultures of the U251 line were formed, depending on conditions of cultivation and exogenous influence: 1) control – cultivated in a standard nutrient medium (MEM with L-glutamine, 1 mml sodium pyruvate, 10% fetal calf serum) and experimental: 2) cultivated under conditions of adding a photosensitizer chlorine E6 (1.0, 2.0 and 3.0 μg/ml); 3) cultured in a nutrient medium without adding chlorine E6 and subjected to LI (intensity in the range 0.4–0.6 W, dose in the range 25–90 J/cm2, continuous or pulse mode); 4) cultivated under the conditions of adding chlorine E6 and subsequent exposure to LI in the specified modes. Intravital dynamic observation with photo-registration (fluorescence and light microscopy, survey staining methods, intravital staining with a vital dye (0.2% trypan blue solution), morphometric studies (mitotic index, numerical density of viable cells) were carried out. Results. Cell cultures of the human GB U251 line are characterized by the formation of peculiar intercellular connections (reticular histoarchitectonics) of tumor cells with high polymorphism and proliferation activity. Chlorine E6 is incorporated into the cytoplasm of U251 cells with preservation of fluorescence intensity for 72 hours (observation period). The fluorescence intensity of chlorine E6, incorporated by non-tumorally transformed cells of the rat fetal brain (E14-16), is much weaker. Under the influence of chlorine E6 (1.0, 2.0 and 3.0 μg/ml), cytodestructive processes in U251 cell culture increase in a dose-dependent manner with a progressive loss of viability and a decrease of mitotic index. After exposure to LI in the studied regimes the viability of U251 cells decreases in a dose-dependent manner already 1 h after exposure, with a further decrease after 24 h (the most significant (~30%) – at doses of LI 75–90 J/cm2 in the pulse mode). Under the combined exposure of chlorine E6 (2.0 μg/ml) and LI, the viability of U251 cells decreases in a dose-dependent manner already 1 hour after exposure (by 4.5–10.0 times), the most significant (~80%) – at doses of LI 75–90 J/cm2 in pulse mode. After 24 h of observation under all modes of combined exposure of chlorine E6 and LI, viable cells in U251 cultures were not detected. Conclusions. Sufficient effectiveness of the cytodestructive effect of chlorine E6 (2.0 μg/ml, preincubation for 6–24 h) and the lowest studied dose of LI (25 J/cm2) in the pulse mode in the cell culture of human GB U251 line was established. The use of vital dye provides an opportunity to record cytotoxic effects in the culture of U251 tumor cells at an early stage (within 1 h after exposure to chlorine E6 and LI).

Мета:дослідити ефект фотодинамічного впливу із застосуванням хлорину Е6 у культурах клітин стандартизованої лінії U251 гліобластоми (ГБ) людини за різних режимів лазерного опромінення (ЛО) in vitro. Матеріали і методи. Сформовано групи клітинних культур ГБ людини лінії U251 залежно від умов культивування та екзогенного впливу: 1) контрольні – культивовані у стандартному поживному середовищі (МЕМ з L-глутаміном, 1 ммоль пірувату натрію, 10% фетальної телячої сироватки) та дослідні: 2) культивовані з додаванням фотосенсибілізатора хлорину Е6 (1,0, 2,0 та 3,0 мкг/мл), 3) культивовані у поживному середовищі без додавання хлорину Е6 та піддані ЛО (діапазон інтенсивності ‒ 0,4‒0,6 Вт, доза ‒ 25‒90 Дж/см2, безперервний чи імпульсний режим), 4) культивовані у поживному середовищі з додаванням хлорину Е6 та піддані ЛО у зазначених режимах. Проведено прижиттєве динамічне спостереження з фотореєстрацією (флуоресцентна і світлова мікроскопія, оглядові методики, прижиттєве забарвлення вітальним барвником (0,2% розчин трипанового синього), морфометричні дослідження (мітотичний індекс, щільність життєздатних клітин). Результати. Культури клітин ГБ людини лінії U251 характеризуються формуванням своєрідних міжклітинних зв’язків (ретикулярної гістоархітектоніки) пухлинних клітин з високим поліморфізмом і активністю проліферації. Хлорин Е6 інкорпорується в цитоплазму клітин лінії U251 зі збереженням інтенсивності флуоресценції впродовж 72 год (термін спостереження). Інтенсивність флуоресценції хлорину Е6, інкорпорованого пухлиннонетрансформованими клітинами фетального головного мозку щурів (Е14-16), є набагато слабшою. За впливу хлорину Е6 (1,0, 2,0 та 3,0 мкг/мл) дозозалежно наростають цитодеструктивні процеси в культурі клітин U251 з прогресивною втратою життєздатності та зниженням величини мітотичного індексу. За впливу ЛО у досліджених режимах життєздатність клітин лінії U251 дозозалежно знижується вже через 1 год після опромінення із подальшим зниженням через 24 год (найбільш значуще (~30%) – за дози ЛО 75–90 Дж/см2 в імпульсному режимі). За поєднаного впливу хлорину Е6 (2,0 мкг/мл) та ЛО життєздатність клітин лінії U251 дозозалежно знижується через 1 год після впливу в 4,5–10,0 разів, найбільш значуще (~80%) – за дози ЛО 75–90 Дж/см2 в імпульсному режимі. Через 24 год спостереження за всіх режимів поєднаного впливу хлорину Е6 та ЛО життєздатних клітин у культурах клітин лінії U251 не виявлено. Висновки. Установлено достатню ефективність цитодеструктивного впливу хлорину Е6 (2,0 мкг/мл, попередня інкубація протягом 6–24 год) та найменшої дослідженої дози ЛО (25 Дж/см2) в імпульсному режимі у культурі клітин ГБ людини лінії U251. Використання вітального барвника дає змогу виявити цитотоксичні ефекти у культурі пухлинних клітин лінії U251 на ранньому етапі (упродовж 1 год після впливу хлорину Е6 та ЛО).