Северного Кавказа
по надзору за соблюдением законодательства
в сфере массовых коммуникаций
и охране культурного наследия
ПИ №ФС77-26521 от 7 декабря 2006 года
ISSN 2073-8137
русский
english
Поиск по сайту
Адрес редакции
355017, Ставрополь, улица Мира, 310.
Телефоны
(8652) 35-25-11, 35-32-29.
E-mail
medvestnik@stgmu.ru
Журнал включён в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы результаты диссертаций на соискание учёной степени кандидата и доктора наук (решение Президиума ВАК Минобрнауки РФ №6/6, февраль 2010).
Журнал включён в Реферативный журнал и Базы данных ВИНИТИ РАН и зарегистрирован в Научной электронной библиотеке в базе данных Российского индекса научного цитирования на основании сублицензионного договора № 07-04/09-14 от 25 марта 2009 года.
Журнал индексируется: БД SCOPUS, Ulrich's International Periodicals Directory.
Современные представления о применении холодной плазмы в медицинских целях: перспективы и подходы
[Обзоры]
Воробьев Кирилл Павлович; Зиннурова Алина Борисовна; Бакина Ольга Владимировна; Спирина Людмила Викторовна; Жаворонок Татьяна Васильевна;
Холодная плазма (ХП) – перспективный метод терапии злокачественных новообразований. Реализация противоопухолевых эффектов ХП связана с генерацией активных форм кислорода (АФК) и азота (АФА). В обзоре отражены современные представления о влиянии ХП на редокс-статус клетки, сигнальные пути клеточной гибели: апоптоз, пироптоз, аутофагию, иммуногенную клеточную гибель. Обобщены данные о транспорте АФК и АФА клетки, окислительной модификации макромолекул (ОММ). Представлены механизмы влияния ХП на митохондрии, эндоплазматический ретикулум (ЭПР) и пероксисомы. Обсуждаются проблемы, связанные с исследованиями ХП и ее внедрением в практическую медицину.
Список литературы:
1. Laroussi M. Cold Plasma in Medicine and Healthcare: The New Frontier in Low Temperature Plasma Applications. Front. Phys. 2020;8:74. https://doi.org/10.3389/fphy.2020.00074
2. Акишев Ю. С. Низкотемпературная плазма при атмосферном давлении и ее возможности для приложений. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2019;62(8):26-60. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20196208.5908
3. Farasat M., Arjmand S., Ranaei Siadat S. O., Sefidbakht Y., Ghomi H. The effect of non-thermal atmospheric plasma on the production and activity of recombinant phytase enzyme. Sci. Rep. 2018;8(1):16647. https://doi.org/10.1038/s41598-018-34239-4
4. Vitiello G., Serpe L., Blázquez-Castro A. Editorial: The Role of Reactive Oxygen Species in Chemical and Biochemical Processes. Front. Chem. 2021;9:642523. https://doi.org/10.3389/fchem.2021.642523
5. Deepak G. D., Atul S. Biomedical Applications of Cold Plasma. J. Clin. Diagn. Res. 2022;16(3):1-8. https://doi.org/10.7860/JCDR/2022/53693.16177
6. Каприн А. Д., Старинский В. В., Шахзадова А. О. Злокачественные новообразования в России в 2021 году (заболеваемость и смертность). М.: МНИОИ им. П. А. Герцена; 2022. Режим доступа: https://oncology-association.ru/wp-content/uploads/2022/11/zlokachestvennyenovoobrazovaniya-v-rossii-v-2021-g_zabolevaemosti-smertnost.pdf. Ссылка активна на 21.03.2024.
7. Hirst A. M., Frame F. M., Arya M., Maitland N. J., O’Connell D. Low temperature plasmas as emerging cancer therapeutics: the state of play and thoughts for the future. Tumor Biol. 2016;37(6):7021-7031. https://doi.org/10.1007/s13277-016-4911-7
8. Короткий В. Н. Возможности применения холодной атмосферной плазмы в онкологии (обзор литературы). Сибирский онкологический журнал. 2018;17(1):72-81. https://doi.org/10.21294/1814-4861-2018-17-1-72-81
9. de Almeida A. J. P. O., de Oliveira J. C. P. L., da Silva Pontes L. V., de Souza Júnior J. F., Gonçalves T. A. F. [et al.]. ROS: Basic Concepts, Sources, Cellular Signaling, and its Implications in Aging Pathways. Oxidat. Med. Cell. Long. 2022;2022:1-23. https://doi.org/10.1155/2022/1225578
10. Xu R., Chen Z., Keidar M., Leng Y. The impact of radicals in cold atmospheric plasma on the structural modification of gap junction: a reactive molecular dynamics study. Int. J. Smart Nano Mat. 2019;10(2):144-155. https://doi.org/10.1080/19475411.2018.1541936
11. Endale H. T., Tesfaye W., Mengstie T. A. ROS induced lipid peroxidation and their role in ferroptosis. Front. Cell Develop. Biol. 2023;11:1226044. https://doi.org/10.3389/fcell.2023.1226044
12. Zhou R., Zhou R., Prasad K., Fang Z., Speight R. [et al.]. Cold atmospheric plasma activated water as a prospective disinfectant: the crucial role of peroxynitrite. Green Chemistry. 2018;20(23):5276-5284. https://doi.org/10.1039/C8GC02800A
13. Quan Y. Y., Liu Y. H., Lin C. M., Wang X. P., Chen T. S. Peroxynitrite dominates sodium nitroprusside-induced apoptosis in human hepatocellular carcinoma cells. Oncotarget. 2017;8(18):29833-29845. https://doi.org/10.18632/oncotarget.16164
14. Yan D., Cui H., Zhu W., Talbot A., Zhang L. G. [et al.]. The Strong Cell-based Hydrogen Peroxide Generation Triggered by Cold Atmospheric Plasma. Sci. Rep. 2017;7(1):10831. https://doi.org/10.1038/s41598-017-11480-x
15. Гарифуллин А. И., Пикин О. В., Рябов А. Б., Александров О. А., Агабекян Г. А. Роль монооксида азота в развитии и лечении онкологических заболеваний. Вопросы онкологии. 2023;69(4):623-630. https://doi.org/10.37469/0507-3758-2023-69-4-623-630
16. Xu D., Cui Q., Xu Y., Liu Z., Chen Z. [et al.]. NO2– and NO3– enhance cold atmospheric plasma induced cancer cell death by generation of ONOO–. Aip Adv. 2018;8(10):105219. https://doi.org/10.1063/1.5046353
17. Оловянникова Р. Я., Макаренко Т. А., Лычковская Е. В., Гудкова Е. С., Мурадян Г. А. [и др.]. Химические механизмы действия холодной плазмы на клетки. Фундаментальная и клиническая медицина. 2020;5(4):104-115. https://doi.org/10.23946/2500-0764-2020-5-4-104-115
18. Haralambiev L., Wien L., Gelbrich N., Kramer A., Mustea A. [et al.]. Effects of Cold Atmospheric Plasma on the Expression of Chemokines, Growth Factors, TNF Superfamily Members, Interleukins, and Cytokines in Human Osteosarcoma Cells. Anticancer Res. 2019;39(1):151-157. https://doi.org/10.21873/anticanres.13091
19. Yang X., Yang C., Wang L., Cao Z., Wang Y. [et al.]. Inhibition of basal cell carcinoma cells by cold atmospheric plasma‑activated solution and differential gene expression analysis. Int. J. Oncol. 2020;56:1262-1273. https://doi.org/10.3892/ijo.2020.5009
20. Schmidt A., Bekeschus S., Jarick K., Hasse S., Von Woedtke T., Wende K. Cold Physical Plasma Modulates p53 and Mitogen-Activated Protein Kinase Signaling in Keratinocytes. Oxidat. Med. Cell. Long. 2019;2019:1-16. https://doi.org/10.1155/2019/7017363
21. Murakami T. Numerical modelling of the effects of cold atmospheric plasma on mitochondrial redox homeostasis and energy metabolism. Sci. Rep. 2019;9(1):17138. https://doi.org/10.1038/s41598-019-53219-w
22. Xu S., Wang Y., Que Y., Ma C., Cai S. [et al.]. Cold atmospheric plasma‑activated Ringer’s solution inhibits the proliferation of osteosarcoma cells through the mitochondrial apoptosis pathway. Oncol. Rep. 2020;43:1683-1691. https://doi.org/10.3892/or.2020.7518
23. Adachi T., Tanaka H., Nonomura S., Hara H., Kondo S., Hori M. Plasma-activated medium induces A549 cell injury via a spiral apoptotic cascade involving the mitochondrial-nuclear network. Free Radic. Biol. Med. 2015;79:28-44. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2014.11.014
24. Yang X., Chen G., Yu K. N., Yang M., Peng S. [et al.]. Cold atmospheric plasma induces GSDME-dependent pyroptotic signaling pathway via ROS generation in tumor cells. Cell. Death. Dis. 2020;11(4):295. https://doi.org/10.1038/s41419-020-2459-3
25. Gurung P., Lukens J. R., Kanneganti T. D. Mitochondria: diversity in the regulation of the NLRP3 inflammasome. Trends Mol. Med. 2015;21(3):193-201. https://doi.org/10.1016/j.molmed.2014.11.008
26. Вартанян А. А., Косоруков В. С. Пироптоз – воспалительная форма клеточной гибели. Клиническая онкогематология. 2020;13(2):129-135. https://doi.org/10.21320/2500-2139-2020-13-2-129-135
27. Zhen X., Sun H. N., Liu R., Choi H. S., Lee D. S. Non-thermal plasma-activated medium induces apoptosis of aspc1 cells through the ROS-dependent autophagy pathway. In Vivo. 2020;34(1):143-153. https://doi.org/10.21873/invivo.11755
28. Adhikari M., Adhikari B., Ghimire B., Baboota S., Choi E. H. Cold atmospheric plasma and silymarin nanoemulsion activate autophagy in human melanoma cells. Int. J. Mol. Sci. 2020;21(6):1939. https://doi.org/10.3390/ijms21061939
29. Zima A. V., Mazurek S. R. Functional impact of ryanodine receptor oxidation on intracellular calcium regulation in the heart. Reviews of Physiology, Biochem. Pharmac. 2016;171:39-62. https://doi.org/10.1007/112_2016_2
30. Rumbach P., Bartels D. M., Sankaran R. M., Go D. B. The solvation of electrons by an atmospheric-pressure plasma. Nat. Commun. 2015;6(1):7248. https://doi.org/10.1038/ncomms8248
31. Min T., Xie X., Ren K., Sun T., Wang H. [et al.]. Therapeutic effects of cold atmospheric plasma on solid tumor. Front. Med. 2022;9:884-887. https://doi.org/10.3389/fmed.2022.884887
32. Zhou X., Cai D., Xiao S., Ning M., Zhou R. [et al.]. In vivo pen: A novel plasma source for in vivo cancer treatment. J. Cancer. 2020;11(8):2273-2282. https://doi.org/10.7150/jca.38613
33. Hoorelbeke D., Decrock E., De Smet M., DeBoc M., Descamps B. [et al.]. Cx43 channels and signaling via IP3/Ca2+, ATP, and ROS/NO propagate radiation-inducedDNA damage to non-irradiated brain microvascular endothelial cells. Cell. Death. Dis. 2020;11(3):194. https://doi.org/10.1038/s41419-020-2392-5
34. Wörsdörfer P., Willecke K. Functional Analysis of Connexin Channels in Cultured Cells by Neurobiotin Injection and Visualization. Bio-protocol. 2017;7(11). https://doi.org/10.21769/BioProtoc.2325
35. Troitskaya O., Novak D., Varlamov M., Biryukov M., Nushtaeva A. [et al.]. Immunological Effects of Cold Atmospheric Plasma-Treated Cells in Comparison with Those of Cells Treated with Lactaptin-Based Anticancer Drugs. Biophysica. 2022;2(3):266-280. https://doi.org/10.3390/biophysica2030025
36. Boxem W. V., Der Paal J. V., Gorbanev Y., Vanuytsel S., Smits E. [et al.]. Anti-cancer capacity of plasma-treated PBS: effect of chemical composition on cancer cell cytotoxicity. Sci. Rep. 2017;7(1):16478. https://doi.org/10.1038/s41598-017-16758-8
37. Куликов В. А., Бeляева Л. Е. Метаболизм раковой клетки как терапевтическая мишень. Вестник ВГМУ. 2016;15(6):7-20. https://doi.org/10.22263/2312-4156.2016.6.7
38. Yan D., Talbot A., Nourmohammadi N., Sherman J. H., Cheng X., Keidar M. Toward understanding the selective anticancer capacity of cold atmospheric plasma – A model based on aquaporins (Review). Biointerphases. 2015;10(4):040801. https://doi.org/10.1116/1.4938020
39. Xu Y., Peng S., Li B., Wang S., Zhang H. [et al.]. Systematic safety evaluation of cold plasma-activated liquid in rabbits. Front. Phys. 2021;9:659227. https://doi.org/10.3389/fphy.2021.659227
40. Nastasa V., Pasca A. S., Malancus R. N., Bostanaru A. C., Ailincai L. I. [et al.]. Toxicity assessment of long-term exposure to non-thermal plasma activated water in mice. Int. J. Mol. Sci. 2021;22(21):11534. https://doi.org/10.3390/ijms222111534
41. Schneider C., Gebhardt L., Arndt S., Karrer S., Zimmermann J. L. [et al.]. Acidification is an essential process of cold atmospheric plasma and promotes the anti-cancer effect on malignant melanoma cells. Cancers. 2019;11(5):671. https://doi.org/10.3390/cancers11050671
42. Wang Y., Mang X., Li X., Cai Z., Tan F. Cold atmospheric plasma induces apoptosis in human colon and lung cancer cells through modulating mitochondrial pathway. Front. Cell. Dev. Biol. 2022;10:915785. https://doi.org/10.3389/fcell.2022.915785
43. Haralambiev L., Wien L., Gelbrich N., Lange J., Bakir S. [et al.]. Cold atmospheric plasma inhibits the growth of osteosarcoma cells by inducing apoptosis, independent of the device used. Oncol. Lett. 2019;19(1):283-290. https://doi.org/10.3892/ol.2019.11115
44. Hirst A. M., Simms M. S., Mann V. M., Maitland N. J., O’Connell D., Frame F. M. Low-temperature plasma treatment induces DNA damage leading to necrotic cell death in primary prostate epithelial cells. Br. J. Cancer. 2015;112(9):1536-1545. https://doi.org/10.1038/bjc.2015.113
45. Weiss M., Gümbel D., Hanschmann E. M., Mandelkow R., Gelbrich N. [et al.]. Cold atmospheric plasma treatment induces anti-proliferative effects in prostate cancer cells by redox and apoptotic signaling pathways. Plos one. 2015;10(7):0130350. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0130350
Ключевые слова: холодная плазма, активные формы кислорода, активные формы азота, онкология, опухоли
Учредители:
Ставропольская государственная медицинская академия
Государственный научно-исследовательский институт курортологии
Пятигорская государственная фармацевтическая академия