Comparative study of dye-loaded liposome accumulation in sensitive and resistant human breast cancer cells

The aim of this research is to study the dynamics and efficiency of liposome accumulation in sensitive and resistant human breast cancer cells. Methods: Methods of fluorescence microscopy, fluorescence microspectroscopy and MTT-test have been used. Results: The liposome-to-cell interaction and dye cellular uptake in sensitive, cisplatin-resistant and doxorubicin-resistant MCF-7 human breast cancer cells have been analyzed using time changes in both fluorescence resonance energy transfer signal from the donor probe DiO to the acceptor one DiI preloaded in liposomes and cell image brightness. Conclusion: Obtained results show that resistant cells accumulate dye-loaded liposomes more effectively and reveal more effective dye molecule cellular uptake

Nano-scale liposomal container with a «signal system» for substances delivering in living cells

Aim. The aim of this research is to study the possibility to supply the nano-scale liposomal «container», used for the targeted substance delivery inside the living cells, with a «signal system» to trace the liposome fate in real time. Methods. For this purpose, the methods of fluorescence microscopy, fluorescence spectroscopy and microspectroscopy have been used. Results. The cellular uptake of hydrophobic fluorescent probes DiO and DiI, preloaded in phosphatidylcholine (PC) liposomes, in real time has been studied using fluorescence resonance energy transfer (FRET) from the donor probe DiO to the acceptor one DiI. It has been revealed that after 3 hours incubation of hepatocytes with FRET liposomes, the FRET signal almost disappears, whereas DiO fluorescence becomes very intensive. Conclusions. The loss of FRET signal could be used as a «signal system» to monitor the cell-liposome fusion and delivery of any active compounds to cells. Key words: liposomes, fluorescent probes, cells, fluorescence resonance energy transfer.Мета. Встановити можливість оснащення ліпосомних «контейнерів», які використовують для спрямованої доставки речовин у живі клітини, «сигнальною системою» для відстеження взаємодії ліпосом з клітинами у часі. Методи. Використано методи флуоресцентної мікроскопії, флуоресцентної спектроскопії і мікроспектроскопії. Результати. Із застосуванням ефекту безвипромінювального перенесення енергії електронного збудження (БПЕ) від зонда-донора DiO до зонда-акцептора DiI, інкорпорованих у ліпідні бішари фосфатидилхоліну (РС) ліпосом, вивчено процес входження гідрофобних флуоресцентних зондів у клітину. Визначено, що після 3 год інкубації клітин гепатоцитів з ліпосомами, у яких спостерігається БПЕ між парою зондів, сигнал БПЕ практично зникає, у той час як флуоресценція донора DiO стає дуже інтенсивною. Висновки. Ефект втрати сигналу БПЕ можна використовувати як «сигнальну систему» для моніторингу взаємодії ліпосоми з клітиною та доставки активної речовини у клітину. Ключові слова: ліпосоми, флуоресцентні зонди, клітини, безвипромінювальне перенесення енергії.Цель. Установить возможность снабжения липосомных «контейнеров», используемых для направленной доставки веществ в живые клетки, «сигнальной системой» для отслеживания взаимодействия липосом с клетками во времени. Методы. В работе использованы методы флуоресцентной микроскопии, флуоресцентной спектроскопии и микроспектроскопии. Результаты. С применением безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения (БПЭ) от зонда-донора DiO к зонду-акцептору DiI, инкорпорированных в липидные бислои фосфатидилхолина (РС) липосом, изучен процесс вхождения гидрофобных флуоресцентных зондов в клетку. Обнаружено, что после 3 ч инкубации клеток гепатоцитов с липосомами, в которых наблюдается БПЭ между парой зондов, сигнал БПЭ практически исчезает, в то время как флуоресценция донора DiO становится очень интенсивной. Выводы. Эффект потери сигнала БПЭ можно использовать в качестве «сигнальной системы» для мониторинга взаимодействия липосомы с клеткой и доставки активного вещества в клетку. Ключевые слова: липосомы, флуоресцентные зонды, клетки, безызлучательный перенос энергии

Effects of surfactants on the molecular aggregation of squaraine dye Sq-2Me in aqueous solutions

The influence of anionic surfactant, sodium dodecyl sulphate (SDS), and cationic one, cetylpyridinium bromide (CPB), on aggregation behavior of squaraine dye Sq-2Me has been studied in aqueous solutions by optical spectroscopy. It has been found that the addition of surfactants at concentrations higher than critical micelle one CIIJ,TcyTeK<lJemr:u.T into a DMF-W (95 %) solution does not prevent the dye aggregation. The structure of Sq-2Me aggregates formed in SDS and CPB micelles is discussed using the exciton theory. The results show that the optical properties and the Sq-2Me aggregate structure can be tuned using interaction with surfactant micelles of different nature.У водних розчинах методами оптичної спектроскопії вивчено вплив аніонної (додецилсульфат натрію, SDS) та катіонної (цетилпіридиній бромід, СРВ) поверхнево-активних речовин (ПАР) на агрегацію сквараїнового барвника Sq-2Me. Встановлено, що додавання у бінарний розчин ДМФ-В (95 %) ПАР у концентрації, вищій за критичну концентрацію міцелоутворення, не перешкоджає агрегації барвника. Структуру агрегатів барвника Sq-2Me, що утворюються у міцелах ПАР, розглянуто у рамках екситонної теорії. Отримані результати дозволяють зробити висновок, що структурою агрегатів Sq-2Me можна керувати за допомогою ПАР різної хімічної будови.В водных растворах методами оптической спектроскопии изучено влияние анионного (додецилсульфат натрия, SDS) и катионного (цетилпиридиний бромид, СРВ) поверхностно- активных веществ (ПАВ) на агрегацию сквараинового красителя Sq-2Me. Обнаружено, что добавление в бинарный раствор ДМФ-В (95 %) ПАВ в концентрации выше критической концентрации мицеллообразования не препятствует агрегации красителя. Структура агрегатов красителя Sq-2Me, образованных в мицеллах SDS и СРВ, рассматривается в рамках экситонной теории. Полученные результаты позволяют сделать вывод о возможности управления структурой агрегатов Sq-2Me при помощи ПАВ разной химической природы

Nano-scale liposomal container with a «signal system» for substances delivering in living cells

Aim. The aim of this research is to study the possibility to supply the nano-scale liposomal «container», used for the targeted substance delivery inside the living cells, with a «signal system» to trace the liposome fate in real time. Methods. For this purpose, the methods of fluorescence microscopy, fluorescence spectroscopy and microspectroscopy have been used. Results. The cellular uptake of hydrophobic fluorescent probes DiO and DiI, preloaded in phosphatidylcholine (PC) liposomes, in real time has been studied using fluorescence resonance energy transfer (FRET) from the donor probe DiO to the acceptor one DiI. It has been revealed that after 3 hours incubation of hepatocytes with FRET liposomes, the FRET signal almost disappears, whereas DiO fluorescence becomes very intensive. Conclusions. The loss of FRET signal could be used as a «signal system» to monitor the cell-liposome fusion and delivery of any active compounds to cells. Key words: liposomes, fluorescent probes, cells, fluorescence resonance energy transfer.Мета. Встановити можливість оснащення ліпосомних «контейнерів», які використовують для спрямованої доставки речовин у живі клітини, «сигнальною системою» для відстеження взаємодії ліпосом з клітинами у часі. Методи. Використано методи флуоресцентної мікроскопії, флуоресцентної спектроскопії і мікроспектроскопії. Результати. Із застосуванням ефекту безвипромінювального перенесення енергії електронного збудження (БПЕ) від зонда-донора DiO до зонда-акцептора DiI, інкорпорованих у ліпідні бішари фосфатидилхоліну (РС) ліпосом, вивчено процес входження гідрофобних флуоресцентних зондів у клітину. Визначено, що після 3 год інкубації клітин гепатоцитів з ліпосомами, у яких спостерігається БПЕ між парою зондів, сигнал БПЕ практично зникає, у той час як флуоресценція донора DiO стає дуже інтенсивною. Висновки. Ефект втрати сигналу БПЕ можна використовувати як «сигнальну систему» для моніторингу взаємодії ліпосоми з клітиною та доставки активної речовини у клітину. Ключові слова: ліпосоми, флуоресцентні зонди, клітини, безвипромінювальне перенесення енергії.Цель. Установить возможность снабжения липосомных «контейнеров», используемых для направленной доставки веществ в живые клетки, «сигнальной системой» для отслеживания взаимодействия липосом с клетками во времени. Методы. В работе использованы методы флуоресцентной микроскопии, флуоресцентной спектроскопии и микроспектроскопии. Результаты. С применением безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения (БПЭ) от зонда-донора DiO к зонду-акцептору DiI, инкорпорированных в липидные бислои фосфатидилхолина (РС) липосом, изучен процесс вхождения гидрофобных флуоресцентных зондов в клетку. Обнаружено, что после 3 ч инкубации клеток гепатоцитов с липосомами, в которых наблюдается БПЭ между парой зондов, сигнал БПЭ практически исчезает, в то время как флуоресценция донора DiO становится очень интенсивной. Выводы. Эффект потери сигнала БПЭ можно использовать в качестве «сигнальной системы» для мониторинга взаимодействия липосомы с клеткой и доставки активного вещества в клетку. Ключевые слова: липосомы, флуоресцентные зонды, клетки, безызлучательный перенос энергии