БИОФИЗИКА, 2022, том 67, № 4, с. 707-714

БИОФИЗИКА КЛЕТКИ

УДК 577.3

ЦИТОТОКСИЧНОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ СЕРЕБРА

В.А. Рыкова*, М.М. Фомина*

*Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, ул. Косыгина, 4, Москва, 119334, Россия

^#Е mail: larros@list.ru

Поступила в редакцию 28.04.2022 г.

После доработки 28.04.2022 г.

Принята к публикации 04.05.2022 г.

В обзоре обобщены экспериментальные данные, связанные с изучением цитотоксической активно-

сти серебросодержащих соединений в отношении клеточных культур опухолей человека. Рассмат-

риваются возможные механизмы наблюдающихся эффектов.

Ключевые слова: серебросодержащие соединения, цитотоксичность, клеточные культуры опухолей

человека.

DOI: 10.31857/S0006302922040093, EDN: ITMGRO

ловека, однако физиологическая роль серебра в

Соединения, содержащие ионы благородных

организме остается невыясненной [8].

металлов - золота и серебра, как показали иссле-

дования последних десятилетий, обладают значи-

Одним из главных фармакологических свойств

тельной биологической, в том числе цитотокси-

препаратов серебра является их антимикробная ак-

ческой, генотоксической, гемостатической и

тивность, благодаря чему они используются в ос-

противоопухолевой активностью, что указывает

новном как антисептики, прежде всего в медицине

на перспективность их изучения в качестве по-

для предупреждения инфицирования, в частности,

тенциальных противоопухолевых, антимикроб-

в качестве покрытия при изготовлении искусствен-

ных и гемостатических средств [1-6].

ных клапанов сердца и катетеров, а также в фарма-

Хорошо известно, что предметы из серебра ис-

цевтической, пищевой, косметологической и тек-

стильной промышленности [7, 8].

пользовали для предохранения воды, пищевых

продуктов и вина от порчи еще в античной Гре-

Важной фармакологической особенностью

ции и древнем Риме.

препаратов на основе серебра является также их

гемостатическое кровоостанавливающее дей-

В течение сотен лет серебро и его соединения

ствие [6, 9].

использовали в медицине качестве антисептиче-

ских средств при лечении ран, язв, ожогов.

В последние годы установлено, что препараты

До введения в медицинскую практику анти-

серебра наряду с антимикробной и гемостатиче-

биотиков серебросодержащие соединения были

ской активностью обладают также цитотоксиче-

самыми мощными антимикробными агентами.

ским и генотоксическим действием на нормаль-

ные и опухолевые клетки человека и животных.

Наиболее известные препараты серебра

азотнокислое серебро (нитрат серебра, или ля-

Показано, что цитотоксический и генотокси-

пис), сульфодиазин серебра (Dermaxine) и суль-

ческий эффект препаратов серебра обусловлен

фатиазол серебра (Argosulfan). Широко применя-

воздействием ионов серебра на различные интра-

ются также препараты коллоидального серебра

целлюлярные органеллы и молекулярные струк-

(колларгол и протаргол). Лечебные свойства всех

туры.

этих средств определяются специфической био-

Мишенями для действия ионов серебра могут

логической активностью ионов серебра Ag(I), ко-

служить тиолсодержащие белки и молекулы в ци-

торые образуются в результате распада этих со-

топлазме, плазматическая, митохондриальные,

единений [7].

лизосомные мембраны, а также ДНК. Ионы се-

Следует заметить, что серебро в следовых ко-

ребра вызывают пероксидацию липидов мем-

личествах обнаружено в 29 различных тканях че- бран, приводящую к повышению их проницае-

мости. Повреждение плазматической мембраны

Сокращение:АФК - активные формы кислорода.

вызывает выход из клетки содержимого цитозоля

707

708

КОРМАН и др.

и некротическую гибель клетки. Повреждение

тур опухолей человека (рак молочной железы

мембраны лизосом приводит к выделению катеп-

MCF-7, рак легкого А-549, рак толстой кишки

сина и индукции аутофагии. Повреждение мито-

HCT116, меланома Mel Me). Показатель цитоток-

хондрий сопровождается нарушением транспор-

сического эффекта IС₅₀ варьирует в пределах от

та электронов, ингибированием синтеза АТФ,

25 до 180 мкг/мл, изменяясь в зависимости от ти-

увеличением продукции активных форм кисло-

па опухолевых клеток. Наибольшую чувствитель-

рода (АФК), генерацией оксидативного стресса.

ность к действию препарата проявляют клетки

Ионы серебра способны индуцировать также раз-

рака молочной железы MCF-7. Отмечено цито-

личные повреждения ДНК. Все эти процессы ве-

токсическое действие аргакрила и на нормальные

дут к апоптотической гибели клетки.

фибробласты кожи человека линии hFb-hTERT6

Обнаружение цитотоксических свойств пре-

(IC₅₀ = 25 мкг/мл) [2, 3].

паратов серебра стимулировало их исследование

Нитрат серебра (азотнокислое серебро). Резуль-

в качестве потенциальных противоопухолевых

таты многочисленных исследований, проведен-

агентов [11, 12].

ных с нитратом серебра (AgNO₃), свидетельству-

В представленном обзоре рассматриваются

ют о способности ионов серебра оказывать цито-

цитотоксические эффекты различных соедине-

токсическое действие на опухолевые и

ний, содержащих серебро, в отношении культур

нормальные клетки. При этом отмечается дозо- и

опухолевых и нормальных клеток человека и жи-

время-зависимый характер гибели клеток под

вотных.

влиянием препарата.

Серебро, будучи переходным металлом, спо-

Так, нитрат серебра при применении в кон-

собно образовывать комплексные соединения.

центрациях 1000 и 20 мкМ вызывает гибель 90 и

Синтез и исследование подобных веществ в каче-

80% клеток рака легкого человека линии А549 со-

стве потенциальных противоопухолевых препа-

ответственно, а при применении в концентрации

ратов интенсивно развиваются в течение послед-

менее 10 мкМ утрачивает цитотоксическое дей-

них двух десятилетий. Показано, что активность

ствие [13-16]. Аналогичную зависимость отмети-

таких соединений во многом зависит от природы

ли при культивировании с нитратом серебра фиб-

лиганда, входящего в структуру этих веществ.

робластов эмбриона крыс линии Н-ras 5RP7 [12].

При этом особое значение придается использова-

Цитотоксический эффект нитрата серебра

нию лигандов, обладающих собственной биоло-

связывают в первую очередь с образованием иона

гической активностью. Предполагается, что со-

четание в одном соединении двух биологически

серебра (Ag⁺), генерирующего АФК и индуциру-

активных компонентов - ионов серебра и лиган-

ющего оксидативный стресс, что ведет к повре-

да - способно обеспечить достижение эффекта

ждениям, вызывающим клеточную гибель [10].

синергизма при действии препарата [12].

После 72-часовой инкубации клеток рака легкого

человека А549 с нитратом серебра в концентра-

Полиакрилат серебра (аргакрил). Примером та-

ции, при которой гибнет 50% клеток (индекс ци-

кого рода соединения может служить серебросо-

тотоксичности IC₅₀), зарегистрированы гипер-

держащий препарат на основе биологически ак-

тивного полимера - полиакриловой кислоты,

продукция АФК, деполяризация потенциала ми-

имеющий условное название аргакрил.

тохондриальной мембраны, повреждения ДНК и

признаки раннего и позднего апоптоза опухоле-

Полиакрилат серебра (аргакрил), представля-

вых клеток. Установлена достоверная корреля-

ет собой неполную металлическую соль полиа-

ция между степенью повреждения митохондрий

криловой кислоты, содержащую одновалентный

ион серебра.

и интрацеллюлярным уровнем АФК [13, 15].

Считается, что нитрат серебра мало токсичен

Показано, что аргакрил обладает значитель-

для нормальных клеток. Однако при инкубации с

ной противоопухолевой активностью, вызывая in

vivo торможение развития солидных опухолей

препаратом фибробластов эмбриона крыс (линия

мышей: карциномы легких Льюис - на 90%, аде-

H-ras5RP7) и мышей (линия NIH/3T3) в течение

24 ч зарегистрирована дозозависимая апоптоти-

нокарциномы молочной железы Са-755 - на 70%,

ческая гибель клеток с IC₅₀, равным 6.75 и

аденокарциномы Акатол - на 55%, а также увели-

чение средней продолжительности жизни мышей

12.3 мкМ соответственно. После

24-часового

на 46% по сравнению с контролем (карцинома

культивирования с нитратом серебра клеток

легких Льюис). Этот эффект достигается при

H-ras5RP7 число апоптотических клеток увели-

применении препарата в диапазоне доз 2-6 мг/кг

чилось с 3.4% в контроле до 48.3% [14].

в сутки, внутрибрюшинно, в течение 5-9 суток,

Следует отметить, что карбонат серебра

начиная со следующих суток после перевивки

(Ag₂CO₃), в отличие от нитрата серебра, оказыва-

опухоли (LD₅₀составляет 30 мг/кг) [2, 4, 5].

ет незначительное цитотоксическое действие на

Установлен значительный цитотоксический

герминогенные клетки мышей линии С18-4. При

эффект аргакрила в отношении клеточных куль-

культивировании этих клеток с карбонатом се-

БИОФИЗИКА том 67

№ 4

2022

ЦИТОТОКСИЧНОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ СЕРЕБРА

709

ребра, примененным в диапазоне концентраций

Например, показано, что комплексы, имею-

до 100 мкг/мл, гибели клеток не наблюдалось;

щие в качестве лиганда доноры атомов фосфора,

IC₅₀ препарата составил 408 мкг/мл [17].

демонстрируют высокую цитотоксичность на

клетках карциномы и саркомы и существенно

Обнаружение цитототоксичности нитрата се-

меньшую активность на клетках аденокарцино-

ребра в отношении опухолевых клеток послужи-

мы. В то же время комплексы с лигандами на ос-

ло основанием для синтеза и изучения на наличие

нове карбоксиловой кислоты наиболее активны в

цитотоксической активности в отношении раз-

отношении клеток аденокарциномы [20].

личных линий опухолевых и нормальных клеток

Серебросодержащие фосфины. Показано, что

разнообразных серебросодержащих комплекс-

ных соединений.

ряд фосфинов серебра вызывают апоптотиче-

скую гибель клеток рака молочной железы чело-

Важно отметить, что цитотоксический эффект

века линии MCF-7 [21].

многих серебросодержащих комплексов в отно-

шении опухолевых клеток сопоставим или даже

Двухъядерный фторсодержащий комплекс

превосходит активность комплексного соедине-

Ag⁺ с трифенилфосфином оказывал выраженное

ния платины (цис-диамин-дихлорплатина, или

цитотоксическое действие на клетки рака коло-

«цисплатина»), являющегося стандартным высо-

ректального рака человека линии НСТ116 (IC₅₀

коэффективным противоопухолевым препара-

составлял 4.9 мкМ) и трижды-негативного рака

том, а также некоторых других противоопухоле-

молочной железы линии МВА-МВ-331 (IC₅₀ рав-

вых препаратов (5-фторурацил, тамоксифен) [18].

нялся 4.2 мкМ). Показано, что этот комплекс

Для ряда Ag(I)-содержащих комплексов пока-

способен электростатически связываться с ДНК

зано отсутствие перекрестной резистентности с

путем взаимодействия ионов серебра с фосфат-

цисплатиной. Например, на клетках рака легкого

ной группой ДНК, выделенной из тимуса теленка

А549, резистентных к препаратам платины, заре-

[22].

гистрирована высокая цитотоксичность Ag(I)

Комплекс серебра с тиоцианат-4-метоксифе-

комплексов, содержащих в качестве лигандов N-

нилфосфином индуцировал апоптотическую ги-

гетероциклические карбены [19].

бель клеток плоскоклеточного рака пищевода ли-

Изучено несколько десятков комплексных со-

нии SNO, ассоциированную с повреждением ми-

единений, в которых ионы серебра были коорди-

тохондрий. Культивирование клеток с этим

нированы с лигандами, представляющими хими-

комплексом приводило к деполяризации мито-

ческие соединения разных классов (карбоновые

хондриальной мембраны, снижению уровня

кислоты, аминокислоты, доноры азота, фосфора

АТФ, усилению продукции АФК, выходу в цито-

или сульфогрупп, гетероциклические карбены и

золь цитохрома с и распаду каспазы-9 [23].

др.). Цитотоксический эффект этих соединений

При культивировании клеток SNO с фосфи-

связывают с интрацеллюлярным выделением из

новым комплексом серебра с цианидом зареги-

них ионов серебра, в то время как лиганды рас-

стрирована более высокая цитотоксичность ком-

сматриваются в качестве структур, обеспечиваю-

плекса по сравнению с цисплатиной - IC50

щих доставку серебра в клетки [20].

cоставлял 4.02 и 47.39 мкМ соответственно [18].

Предполагается, что эффект комплексных со-

При исследовании цитотоксичности комплек-

единений серебра зависит от таких важных харак-

сов Ag⁺ с пиридолфосфинами на панели культи-

теристик препарата как стабильность и соотно-

вируемых клеток рака яичников человека уста-

шение его гидрофильно-липофильных свойств,

новлена связь между цитотоксическим эффектом

которые в значительной степени обусловлены

этих комплексов и их гидрофильностью. В зави-

природой имеющегося в структуре вещества ли-

симости от величины коэффициента растворе-

ганда.

ния в системе октанол/вода IC₅₀ изученных со-

Показано, что цитотоксическое действие этих

единений колебался в пределах от 0.18 до 1500

комплексов зависит как от природы лиганда, со-

мкМ [24].

единенного с ионом серебра, так и от типа кле-

ток, причем, как правило, цитотоксичность в от-

Карбен-содержащие соединения серебра. Син-

ношении всех опухолевых клеток существенно

тезировано и протестировано на наличие проти-

превосходит действие препаратов на разнообраз-

воопухолевой активности большое число разно-

ные нормальные клетки.

образных комплексов серебра с N-гетероцикли-

ческими карбенами [25, 26].

Следует отметить, что зарегистрирована се-

лективность цитотоксического действия серебро-

Показана цитотоксичность трех Ag(I)-N-гете-

содержащих комплексных соединений в отноше-

роциклических карбеновых комплексов на осно-

нии определенных опухолевых клеток в зависи-

ве 4,5-дихлор-1Н-имидазола в отношении кле-

мости от типа лиганда, координированного с

точных культур рака яичников OVCAR-3 и рака

ионами серебра.

молочной железы МВ157. Показатель IC₅₀для ис-

БИОФИЗИКА том 67

№ 4

2022

710

КОРМАН и др.

следовавшихся культур через 72 ч инкубирования

499) с сопутствующим выделением катиона се-

клеток с препаратами составил 20-35 и 8-20 мкМ

ребра, что ведет к ингибированию активности

соответственно, изменяясь в указанном диапазо-

фермента [28].

не концентраций в зависимости от структуры со-

Выраженная цитотоксичность аналогичного

единения. Следует отметить, что в отношении

комплекса обнаружена в отношении клеток ко-

указанных клеток приведенные показатели цито-

лоректального рака линии SW480, рака легкого

токсичности протестированных комплексов со-

линии A549, гепатоцеллюлярного рака линии

поставимы с индексами цитотоксичности цис-

HepG2. При этом также показано, что антипро-

платины и нитрата серебра, для которых IC₅₀ из-

лиферативное действие комплекса может быть

менялся в пределах

12-25 и

25-35 мкМ

связано с подавлением активности тиоредоксин

соответственно. Отмечено также, что в условиях

редуктазы. Кроме того, в этих экспериментах об-

более короткой инкубации (36 ч) при примене-

наружено связывание комплекса с ДНК [29].

нии комплексов в концентрации 50 мкМ их цито-

Следует заметить, что тиоредоксинредуктаза

токсичность превосходила действие цисплатины

является мишенью для реализации цитотоксиче-

и нитрата серебра [8].

ского действия и комплексных соединений одно-

Зависимость цитотоксического эффекта этих

и трехвалентного золота. Однако в этом случае

комплексов от типа опухоли подтверждается

эффект обусловлен связыванием ионов золота с

практически полным отсутствием их цитоток-

селеном, входящим в каталитический центр фер-

сичности для клеток рака шейки матки линии

мента. В результате также ингибируется актив-

HeLa, в то время как и цисплатина, и нитрат се-

ность фермента, что ведет к развитию оксидатив-

ребра, в отличие от изученных комплексов, ока-

ного стресса и гибели клетки [1].

зались для этих клеток высокотоксичными (IC₅₀

Цитотоксичность серебросодержащих ком-

составил 25 мкМ для обоих агентов).

плексов может реализовываться также в результа-

те индукции некроза клеток. На клетках РЛ А549

В эксперименте in vivo с ксенографтами рака

показано, что при культивировании клеток с пи-

яичников OVCAR-3, в котором комплексы вво-

разол/пиридин-Ag(I)-комплексами с N-гетеро-

дили мышам подкожно в области опухоли три ра-

циклическими карбенами в качестве лигандов

за в течение 10 суток в суммарной дозе 1000 мг/кг,

происходит каспазо-независимая некротическая

при оценке эффекта по результатам гистологиче-

гибель клеток, ассоциированная с усилением

ского исследования обнаружена значительная ги-

внутриклеточной продукции АФК и снижением

бель клеток в опухоли при отсутствии видимых

потенциала митохондриальной мембраны [19].

повреждений в нормальных тканях [8].

Еще одной мишенью для противоопухолевого

Цитотоксичность комплексов Ag(I) с N-гете-

действия серебросодержащих комплексов может

роциклическими карбенами обнаружена также в

быть убиквитин-протеосомная система. Показа-

отношении клеток рака молочной железы линий

но, что комплекс серебра с дисульфирамом (анта-

MCF-7 и MDA-MB-231, клеток колоректального

бус) ингибирует деубиквитиназы протеосомы 19S

рака линии НСТ116 и клеток рака предстательной

(USP14 и UCHL5) и не влияет на активность пеп-

железы линии DU-145 [25,27]. Отмечена высокая

тидаз протеосомы 20S. При инкубации клеток ра-

чувствительность к подобным соединениям кле-

ка легкого линий А549 и Н1299 с этим комплек-

ток рака молочной железы линии MDA-MB-231

сом регистрировалась выраженная апоптотиче-

(IC₅₀ составлял 1 мкМ) [27].

ская гибель клеток с IC₅₀, составляющим 0.49 и

Комплексы Ag(I) с N-гетероциклическими

0.60 мкМ соответственно. Для клеток нормально-

карбенами оказались менее цитотоксичными для

го легочного эпителия (линия 16НВЕ) цитоток-

нормальных мышиных жировых клеток линии L-

сичность комплекса была существенно меньше -

929 по сравнению с опухолевыми клетками

IC₅₀ равнялся 2.59 мкМ. На ксенографтах линий

(MCF-7, MDA-MB-231, DU-145) [27].

А549 и Н1299 показано, что комплекс обладает

Сообщалось о синтезе и изучении флуоресци-

противоопухолевой активностью - внутрибрю-

рующего серебросодержащего карбенового ком-

шинное введение мышам комплекса в дозе

плекса ([Ag(EIA)₂]Cl), содержащего 2-антраце-

2.5 мг/кг/сутки в течение двух недель приводило

к достоверному торможению роста опухолей в те-

нил-флуоресцентный зонд. На клетках нейробла-

чение этого времени [16].

стомы человека линии SM-SYSY показана

Кумарин-содержащее соединение серебра. Ком-

цитотоксичность этого соединения, которая

определялась уровнем его интернализации в

плекс одновалентного серебра с 4-окси-3-нитро-

клетку. Механизм цитотоксического действия

кумарин-бис(фенантролин)ом

[Ag(hnc)(phen)₂]

комплекса связывают с ковалентным связывани-

проявляет дозо- и время-зависимое антипроли-

ем одного или двух карбеновых лигандов с С-тер-

феративное действие в отношении культур кле-

минальным декапептидом антиоксидантного

ток рака почки линии А-498 и гепатоцеллюляр-

фермента тиоредоксин редуктазы (hTrxR9488-

ного рака линии HepG2, тогда как этот эффект не

БИОФИЗИКА том 67

№ 4

2022

ЦИТОТОКСИЧНОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ СЕРЕБРА

711

наблюдается в отношении опухолевых клеток по-

отношении клеток нормального эпителия молоч-

чек линии НК-2 и печени линии Chang. В отно-

ной железы человека (линия HMEC) и мезенхи-

шении клеток HepG2 комплекс оказался в четыре

мальных стволовых клеток костного мозга чело-

раза активнее цисплатины. Показано, что ком-

века (линия HMSC) [32].

плекс не интеркалирует ДНК, но снижает ее син-

Комплексные соединения серебра на основе из-

тез. Гибель клеток при действии комплекса про-

вестных лекарственных препаратов. При исследо-

исходит путем апоптоза [20].

вании противоопухолевых и цитотоксических

Гидразон-содержащие соединения серебра. Ци-

свойств серебросодержащих соединений боль-

тотоксические свойства исследованы у ряда ком-

шое внимание уделяется синтезу и изучению

плексных соединений серебра с бензоилпири-

комплексных соединений серебра, имеющих в

дин-производными гидразонов, в которых к иону

своей структуре в качестве лигандов вещества,

серебра присоединены в качестве лигандов гид-

которые уже используются в медицинской прак-

разон и нитрат.

тике как лекарственные препараты.

Культивирование клеток меланомы мышей

Комплексные соединения серебра и метронидазо-

линии В16F10 с этими комплексами привело к

ла. Проводится синтез и изучение цитотоксично-

дозозависимой гибели клеток с IC₅₀, равным 2.0-

сти комплексных соединений серебра, содержа-

2.4 мкМ, тогда как при применении цисплатины

щих в своей структуре в качестве лигандов произ-

IC₅₀ составлял 10.0 мкМ. Цитотоксичность этих

водные имидазола, в частности метронидазол,

комплексов в отношении неопухолевых мелано-

который применяется при лечении бактериаль-

цитов (линия MelanA) оказалась в четыре-десять

ных и протозойных инфекций, а также производ-

раз меньше, чем в отношении опухолевых клеток.

ные пиридина, имеющие широкое медицинское

применение [12].

Обнаружено, что эти комплексы интеркалиру-

При сравнительном исследовании цитоток-

ют ДНК тимуса теленка за счет взаимодействия

сичности нитрата серебра, комплекса серебра с

лигандов с ДНК, тогда как ковалентное связыва-

метронидазолом и комплекса серебра с 4-гидрок-

ние Ag⁺ с ДНК не зарегистрировано.

симетилпиридином установлено, что все три со-

единения подавляют рост клеток рака поджелу-

Показано также, что изученные комплексы

дочной железы линий PANC-1 и 1.2B4. Показано,

связываются альбуминами сыворотки крови че-

что индекс IC₅₀ этих соединений для клеток ли-

ловека [31].

нии PANC-1 составляет 16.2, 14.5 и 13.1 мкМ со-

Комплексное соединение серебра с тиосульфа-

ответственно, а для клеток линии 1.2В4 - 8.8, 10.0

том натрия. Исследована цитотоксичность се-

и 8.8 мкМ соответственно. Для сравнения отме-

ребросодержащего комплекса с тиосульфатом

тим, что IC₅₀ для цисплатины в этом эксперимен-

натрия (Na₃[Ag(S₂O₃)₂]^3-.

те составил 11.8 и 19.7 μМ. Показано, что метро-

Известно, что тиосульфат натрия обладает ан-

нидазол и 4-гидроксиметилпиридин практически

тиоксидантной активностью и используется в ка-

не подавляют рост опухолевых клеток.

честве антидота при отравлении цианидами и

Отмечается зависимость цитотоксичности

для предупреждения некоторых побочных явле-

этих комплексов от типа опухолевых клеток. Все

ний при лечении рядом противоопухолевых пре-

три вещества проявляют более выраженную ци-

паратов.

тотоксичность в отношении клеток линии 1.2В4

При культивировании с этим соединением

по сравнению с действием на клетки линии

клеток рака молочной железы MCF-7 и клеток

PANC-1. При этом в отношении клеток линии

миелоидного лейкоза К562 зарегистрирована до-

1.2В4 цитотоксичность изученных соединений

зозависимая цитотоксичность, более выражен-

значительно превышает цитотоксичность цис-

ная у клеток MCF-7 (гибель клеток наблюдалась

платины. Показано, что инкубация клеток обеих

в диапазоне концентраций 12-120 мкМ при IC₅₀,

линий с изученными донорами ионов серебра со-

равном 21.3 мкМ) по сравнению с клетками К562

провождается дозазависимым повреждением

(достоверная гибель клеток отмечена только при

ДНК и индукцией апоптоза [12].

концентрации препарата, равной 120 мкМ).

Инкубация клеток гепатоцеллюлярного рака

Культивирование опухолевых клеток с этим

линии HepG2 с этими соединениями в течение

комплексом сопровождалось возрастанием ин-

72 ч также сопровождалась значительной дозо-

трацеллюлярного уровня АФК, снижением уров-

зависимой гибелью клеток с IC₅₀, равным 6.4, 7.6

ня глютатиона, блоком клеточного цикла в фазе

и 6.5 мкМ соответственно.

G₁/S, снижением экспрессии маркера клеточной

В то же время для нормальных клеток (фиб-

пролиферации PCNA.

робласты мышей линии Balb/c3T3) цитотоксич-

В то же время комплекс не проявлял цитоток-

ность этих сравниваемых соединений оказалась

сичности при всех изученных концентрациях в

почти в два раза значительнее, чем для опухоле-

БИОФИЗИКА том 67

№ 4

2022

712

КОРМАН и др.

вых клеток - IC₅₀ составлял соответственно 2.2,

наковой у разных клеток - IC₅₀ находилась в преде-

3.4 и 2.1 мкМ.

лах 7-9 мкМ.

Авторы полагают, что обнаруженное различие

Для нормальных фибробластов кожи человека

в чувствительности опухолевых и нормальных

линии NHDF цитотоксичность препаратов была

незначительной (IC₅₀ > 100 мкМ).

клеток к изучавшимся препаратам серебра обу-

словлено особенностями этих клеток - фиброб-

При исследовании механизмов цитотоксично-

ласты относятся к неметаболизирующим клет-

сти этих соединений на клетках гепатоцеллюляр-

кам, тогда как клетки гепатоцеллюлярного рака -

ного рака HepG2 установлено, что они способны

к метаболизирующим [33].

интеркалировать ДНК, связываться с рецептора-

ми факторов роста EGFR и VEGFR2, вызывать

Комплексные соединения серебра с нестероидны-

ми противовоспалительными препаратами. Уста-

блок клеточного цикла в G₀/G₁[35].

новлена высокая цитотоксичность комплексов

Однако цитотоксичность гетеролептических

Ag(I) с известными нестероидными противовос-

комплексов Ag(I) с напроксеном и тиосемикарбазо-

палительными препаратами - диклофенаком и

нами в отношении клеток рака молочной железы

нифлуминовой кислотой - в отношении трех ли-

линий MCF-7, MDA-MB-231 и клеток рака подже-

ний клеток опухолей человека: рака молочной

лудочной железы линии PANC-1, оказалась намно-

железы MCF-7, гепатоцеллюлярного рака HepG2

го меньше (IC₅₀ колебался в пределах от 73 до

и колоректального рака НТ-29.

107 мкМ) и почти в два раза уступала цитотоксично-

При культивировании этих клеток с обоими

сти цисплатины и карбоплатины. Для нормальных

комплексами показана дозозависимая клеточная

эпителиальных клеток молочной железы человека

гибель, выраженность которой определялась ти-

(линия MCF-10a) эти соединения оказались также

пом опухоли. Наибольший цитотоксический эф-

малотоксичными (IC₅₀ > 100 мкM) [36].

фект для комплекса с диклофенаком и препарата

Комплексные соединения серебра с глицином и

с нифлуминовой кислотой зарегистрирован на

никотинамидом. Серебросодержащие комплексы

клетках MCF-7 (IC₅₀составил 20.6 и 29.2 мкМ со-

с глицином и никотинамидом проявляют в три

ответственно), наименьший эффект - на клетках

раза более высокую цитотоксичность, чем цис-

НТ-29 (IC₅₀ равен 53.2 и 71.0 мк М соответ-

платина, в отношении клеток лейкемии L-1210.

ственно).

Этот эффект, как полагают, обусловлен связыва-

нием комплексов с ДНК (установлено в экспери-

Следует отметить, что цитотоксичность этих

ментах с ДНК тимуса теленка) и с подавлением

комплексов в отношении опухолевых клеток в

активности топоизомераз [37].

данном исследовании была сопоставима с цито-

токсичностью карбоплатина (производное цис-

При сравнительном исследовании цитоток-

сичности в отношении клеток меланомы В16 се-

платины).

рии из шести серебросодержащих комплексов,

Цитотоксичность обоих комплексов в отно-

различающихся лигандами, обнаружено, что IC₅₀

шении мышиных фибробластов линии 3Т3-L1

у этих соединений различался на порядок и коле-

была незначительной (IC₅₀ - 151.8 мкM) и на по-

бался в диапазоне от 2.44 до 28.65 мкМ. Следует

рядок меньшей, чем у карбоплатина (IC₅₀ -

отметить, что только один из этих шести ком-

16.1 мкМ).

плексов, содержащий в качестве лиганда произ-

Оба комплекса вызывают апоптотическую ги-

водное пиридина, существенно превосходил по

бель клеток (линия MCF-7), что связывают с ин-

активности нитрат серебра и цисплатину.

дукцией оксидативного стресса, ассоциирован-

Культивирование изученных комплексов с

ного с генерацией АФК, повреждением мембра-

мышиными фибробластами линии 10Т1/2 в кон-

ны митохондрий и ингибированием активности

центрации, соответствующей IC₅₀ для клеток

ряда ферментов антиоксидантной защиты (ката-

В16, практически не сопровождалось гибелью

лазы, глютатионпероксидазы, глютатионредук-

фибробластов [38].

тазы) при возрастании активности супероксид-

дисмутазы [34].

ВЫВОДЫ

Обнаружена цитотоксичность, сопоставимая с

действием цисплатины, у гетеролептических ком-

Анализ имеющихся данных о цитотоксично-

сти серебросодержащих соединений, различаю-

плексов Ag(I) с еще одним нестероидным противо-

воспалительным препаратом - напроксеном и с

щихся характером присутствующих в их структу-

терпиридинами в отношении клеток рака молочной

ре лигандов, указывает на несомненную способ-

железы MCF-7, рака шейки матки HeLa, гепатоцел-

ность таких веществ вызывать гибель опухолевых

люлярного рака HepG2, эпителиомы линии Hep-2.

клеток в условия in vitro.

Апоптотическая гибель клеток при культивирова-

Для большинства изученных соединений сте-

нии их с этими соединениями была примерно оди-

пень цитотоксичности, которую принято харак-

БИОФИЗИКА том 67

№ 4

2022

ЦИТОТОКСИЧНОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ СЕРЕБРА

713

теризовать величиной индекса цитототоксично-

8. D. A. Medvetz, K. M. Hindi, M. J. Panzher, et al.,

сти IC₅₀, соответствует общепринятым критери-

Metal-Based Drugs, 2008, ID384010 (2008). DOI:

10.1155/2008/384010.

ям, с помощью которых фиксируют наличие у

препарата цитотоксических свойств [39].

9. К. А. Абзаева, М. Г. Воронков, Л. В. Жилицкая

и др., Хим.-фармацевт. журн., 46 (4), 11 (2012).

Однако если руководствоваться только этим

критерием, исходя из накопленных к настоящему

10. N. Miura and Y. Shinohara, Biochem. Biophys. Res.

времени данных невозможно выделить структу-

Comm.

390,

(3),

733

(2009). DOI:

10.106

ру, наиболее перспективную для дальнейшей раз-

/j.bbrc.2009.10.039

работки в качестве потенциального лекарствен-

11. W. Yang, H. Veroniaia, X. Qi, et al., Adv. Ther.

ного средства для лечения злокачественных опу-

(Weint.),

(1),

201900102

(2020).

DOI:

холей.

10.1002/adtp.201900102

Очевидно, что для принятия обоснованного

12. D. Zyro, A. Sliwinska, I. Szymczak, et al., Cancers

решения по этому вопросу нельзя ограничиться

(Basel), 12 (120), 3848 (2020). DOI: 10.3390/can-

только результатами исследований in vitro, но сле-

cers12123848

дует провести экспериментальное изучение про-

13. R. Foldbjerg, D. A. Dang, and H. Antrup, Arch. Toxi-

тивоопухолевой эффективности серебросодер-

col., 85 (7), 743 (2011). DOI: 10.1007/S00204-010-

жащих веществ в отношении широкого спектра

0545-5

перевиваемых опухолей животных и ксенограф-

14. A. Kaplan, G. A. Ciffci, and H. M. Kultu, Cytotech-

тов опухолей человека in vivo.

nology, 68 (5), 1727 (2016). DOI: 1007/S106-015-

К сожалению, подобные исследования с се-

9922-5

ребросодержащими комплексами пока не прово-

15. A. Kaplan, G. A. Ciffci, and H. M. Kultu, Tumor Biol.,

дились. Исключение, по-видимому, представля-

1 (12), (2017). DOI: 10.1177/1010428317695033

ет препарат полиакрилата серебра (аргакрил), для

16. X. Chen, Q. Yang, J. Chen, et al., Cell Physiol. Bio-

которого была показана, помимо цитотоксично-

chem., 49, 780 (2018). DOI: 10.1159/000493041

сти in vitro, способность существенно тормозить

рост опухолей животных in vivo.

17. L. Braydich-Stolle, S. Hussain, J. J. Schlager, et al.,

Toxicol. Sci., 88 (2), 412 (2005). DOI: 10.1093/toxs-

ci/kfi256

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

18. Z. Human-Engelbrect, R. Meijboom, M. J. Cronje,

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

Cytothechnology,

(4),

591

(2017).

DOI:

интересов.

10.1007/s10616-017-0070-y

19. C. Chen, L. Zhou, B. Xie, et al., Dalton Trans., 49 (8),

2505 (2020). DOI: 10.1039/c9dt04751d

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

20. C. Banti and S. K. Hadjikakou, Metallomics, 5, 569

Настоящая статья не содержит каких-либо ис-

(2013). DOI: 10.1039/c3mt00046j

следований с участием людей или животных в ка-

21. E. Ferreira, A. Munyaneza, B. Omondi, et al., Biome-

честве объектов исследований.

tals, 28 (4), 765 (2015). DOI: 10.1007/s10534-015-

9865-5

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

22. M. Zheng, F. Bigdeli, L. Gao, et al., Int. J. Nanomed-

1. Д. Б. Корман, Л. А. Островская и В. А. Кузьмин,

icine, 15, 953 (2020). DOI: 10.2147/IJN.5225038

Вопр. онкологии, 64 (6), 697 (2018).

23. Z. Engelbrecht, R. Meijboom, and M. Cronje,

2. Л. А. Островская, Д. Б. Корман, Е. И. Некрасова и

Biomed., 31 (2), 189, (2018). DOI: 10.1007/s1053-017-

др., Биофизика,

(5),

978

(2021). DOI:

0051-9

10.31857/S0006302921050161

24. S. Bemers-Price, R. J. Bowen, and P. Galettis, Coordi-

3. Л. А. Островская, Д. Б. Корман, Е. И. Некрасова

nation Chem. Rev., 185-186, 823, (1999). DOI:

и др., Биофизика,

(1),

(2022). DOI:

10.1016/s0010-854(99)00039-9

10.31857/S0006302922010070

25. M. Asif, M. A. Igbal, M. A. Hussein, et al., Eur. J. Med.

4. L. A. Ostrovskaya, M. G. Voronkov, D. B. Korman,

Chem.,

108,

177

(2016).

DOI:

10/1016/

et al., J. Cancer Ther.,

(2),

(2010). DOI:

j:ejmach.2015.11.034

10.4236/jct.2010.12010

26. S. Kankala, N. Thota, F. Bjokling, et al., Drug Devel.

5. L. A. Ostrovskaya, D. B. Korman, N. V. Bluhterova,

Res. 80 (2), 188 (2018). DOI: 10.1002/ddr.21478

et al., Biointerface Res. Appl. Chem., 4 (4), 816 (2014).

27. S. Sin-Bolukbasi, N. Sahin, N. N. Tahir, et al., Organ.

6. К. А. Абзаева, Л. В. Жилицкая, Г. Г. Белозерская и

Chim. Acta,

486,

711

(2019). DOI:

10.1016/

Л. А. Островская, Изв. РАН. Сер. хим., 66 (12), 2314

j.ica.2018.11.044

(2017).

28. C. Fabbrini, D. Girri, A. Pratesi, et al., Chem. Med-

7. L. Xu, Y. Y. Wang, J. Huang, et. al., Theranostics, 10

hem.,

(1),

182

(2019). DOI:

10/1002/cm

(20), 8996 (2020). DOI: 10.7150/Lhno.45413

dc.2018000672

БИОФИЗИКА том 67

№ 4

2022

714

КОРМАН и др.

29. F. Guarra, N. Busto, A. Guerri, et al., J. Inorg. Bio-

35. D. Mahendiran, R. S. Kumar, and A. K. Rahiman,

chem., 205, 110998 (2020). DOI: 10.11016/j.jinorg-

Mater. Sci. Engineer. c76,

601

(2017). DOI:

bio.2020.110998

10.1016/j.msec.2017.03.085

30. B. Thati, A. Noble, B. S. Creaven, et al., Eur. J. Phar-

36. S. Bharathi, D. Mahendiran, R. S. Kumar, et al., Toxi-

macol.,

602,

303

(2009). DOI:

10/1016/j/ej-

col. Res. 9, 28 (2020). DOI: 10.1093/toxres/tfaa001

phar.2008.11.020

37. M. Rendesova, Z. Vargova, J. Kuchar, et al., J. Inorg.

31. A. F. Sanros, I. P. Ferreira, C. B. Pinheiro, et al., ACS

Biochem.,

168,

(2017). DOI:

10/1016/j.inorg-

Omega, 3 (6) 7027 (2018). DOI: 10.1021/acsomega

bio.2016.12.003

8800533

38. U. Kalinovska-Lis, A. Felczak, L. Checinska, et al.,

32. A. Ota, M. Tajima, K. Mor, et al., Pharmacol. Rep., 73,

Molecules, 21 (2), 87 (2016). DOI: 10.3390/molecules

847 (2021). DOI: 10/1007/s43440-021-00260-0

21020087

33. L. Radko, S. S. Stypula-Treba, A. Posyniak, et al., Mol-

39. Е. М. Трещалина, О. С. Жукова, Г. К. Герасимова

ecules, 24,

1949

(2019). DOI: 10.3390/molecules

и др., в сб. Руководство по проведению доклиниче-

24101949

ских исследований лекарственных средств, под ред.

34. A. Altay, S. Caglar, and B. Caglar, Arch. Physiol. Bio-

А. Н. Миронова и др., ч. 1 («Гриф и К», М., 2012),

chem., ser. 13, 1 (2019). DOI: 10.1080/13813455.2019

с. 642.

Cytotoxicity of Silver Compounds

D.B. Korman*, L.A. Ostrovskaya*, N.V. Bluhterova*, V.A. Rikova*, and M.M. Fomina*

*Emanuel Institute of Biochemical Physics, Russian Academy of Sciences, ul. Kosygina 4, 119334, Moscow, Russia

The purpose of this review is to sum up experimental data obtained from the study of cytotoxic activity of sil-

ver-containing compounds against human tumor cell lines. The potential mechanisms related to the observed

effects are considered.

Keywords: silver-containing compounds, cytotoxicity, human tumor cell lines

БИОФИЗИКА том 67

№ 4

2022