Attenuation of Radiation-Induced Lung Injury by Hyaluronic Acid Nanoparticles

Autor: Zuzana Bílková, Lucie Korecká, Anna Lierová, Jitka Kašparová, Jiri Palarcik, Marcela Jeličová, Jaroslav Pejchal, Klara Kubelkova, Zuzana Šinkorová
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Frontiers in Pharmacology, Vol 11 (2020)
Frontiers in Pharmacology
ISSN: 1663-9812
Popis: Purpose Therapeutic thorax irradiation as an intervention in lung cancer has its limitations due to toxic effects leading to pneumonitis and/or pulmonary fibrosis. It has already been confirmed that hyaluronic acid (HA), an extracellular matrix glycosaminoglycan, is involved in inflammation disorders and wound healing in lung tissue. We examined the effects after gamma irradiation of hyaluronic acid nanoparticles (HANPs) applied into lung prior to that irradiation in a dose causing radiation-induced pulmonary injuries (RIPI). Materials and Methods Biocompatible HANPs were first used for viability assay conducted on the J774.2 cell line. Forin vivoexperiments, HANPs were administered intratracheally to C57Bl/6 mice 30 min before thoracic irradiation by 17 Gy. Molecular, cellular, and histopathological parameters were measured in lung and peripheral blood at days 113, 155, and 190, corresponding to periods of significant morphological and/or biochemical alterations of RIPI. Results Modification of linear hyaluronic acid molecule into nanoparticles structure significantly affected the physiological properties and caused long-term stability against ionizing radiation. The HANPs treatments had significant effects on the expression of the cytokines and particularly on the pro-fibrotic signaling pathway in the lung tissue. The radiation fibrosis phase was altered significantly in comparison with a solely irradiated group. Conclusions The present study provides evidence that application of HANPs caused significant changes in molecular and cellular patterns associated with RIPI. These findings suggest that HANPs could diminish detrimental radiation-induced processes in lung tissue, thereby potentially decreasing the extracellular matrix degradation leading to lung fibrosis. Účel: Terapeutické ozařování hrudníku jako intervence u rakoviny plic má svá omezení kvůli toxickým účinkům vedoucím k pneumonitidě a / nebo plicní fibróze. Již bylo potvrzeno, že kyselina hyaluronová (HA), extracelulární matrix glykosaminoglykan, se podílí na zánětlivých poruchách a hojení ran v plicní tkáni. Zkoumali jsme účinky po záření gama nanočástic kyseliny hyaluronové (HANP) aplikovaných do plic před tímto ozářením v dávce způsobující radiační poškození plic (RIPI). Materiály a metody: Biokompatibilní HANP byly nejprve použity pro stanovení životaschopnosti prováděné na buněčné linii J774.2. Pro experimenty in vivo byly HANP podávány intratracheálně myším C57Bl / 6 30 minut před ozařováním hrudníku 17 Gy. Molekulární, buněčné a histopatologické parametry byly měřeny v plicích a periferní krvi ve dnech 113, 155 a 190, což odpovídá obdobím významných morfologických a / nebo biochemických změn RIPI. Výsledky: Modifikace lineární molekuly kyseliny hyaluronové do struktury nanočástic významně ovlivnila fyziologické vlastnosti a způsobila dlouhodobou stabilitu proti ionizujícímu záření. Léčba HANPs měla významné účinky na expresi cytokinů a zejména na profibrotickou signální cestu v plicní tkáni. Fáze radiační fibrózy byla významně změněna ve srovnání s pouze ozářenou skupinou. Závěry: Tato studie poskytuje důkazy, že aplikace HANP způsobila významné změny v molekulárních a buněčných vzorcích spojených s RIPI. Tato zjištění naznačují, že HANP by mohly snížit škodlivé radiačně indukované procesy v plicní tkáni, a tím potenciálně snížit degradaci extracelulární matrice vedoucí k plicní fibróze.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: