Photodynamic therapy with non-porphyrin photosensitizers in breast cancer and non-cancer cells

• Juan Carlos Atenco-Cuautle ^[1] ; Nayeli Perez-Perez ^[1] ; Maria Guadalupe Delgado-Lopez ^[2] ; Julian Ramirez-Ramirez ^[1] ; Julio Cesar Ramirez-San-Juan ^[1] ; Ruben Ramos-Garcia ^[1] ; Teresita Spezzia-Mazzocco ^[1]
  1. [1] Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica

     Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica

     México

     
  2. [2] Biomedical Research Center of the East. Mexican Institute of Social Security, Km4.5 Carretera Atlixco Metepec, CP74360 ,Puebla, México.
• Localización: Óptica pura y aplicada, ISSN-e 2171-8814, Vol. 57, Nº. 1 (Especial: RIAO OPTILAS 2023), 2024
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Terapia fotodinámica con fotosensibilizadores no porfirinos en células de mama cancerígenas y no cancerígenas
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• Resumen
  • español

    El cáncer de mama es una de las principales patologías que causan altas tasas de morbilidad y mortalidad en las mujeres a nivel mundial. Las terapias convencionales tienen efectos secundarios indeseables y en algunos casos, son ineficaces; por ello, la búsqueda de terapias alternativas, como la terapia fotodinámica (TFD), es fundamental. En este trabajo se investigó el efecto de la TFD sobre dos líneas celulares de cáncer de mama y una línea celular de mama no cancerígena, utilizando fotosensibilizadores (FS) no porfirínicos, como el azul de metileno (AM) y el rosa de bengala (RB). La eficacia de cada tratamiento se evaluó midiendo la viabilidad celular con el ensayo MTT y mediante observaciones morfológicas. Antes de evaluar los efectos de la TFD, se midió la absorción intracelular de cada FS en las líneas celulares estudiadas. Los resultados obtenidos mostraron que la línea celular MDA-MB-231, presentó la mayor sensibilidad a la PDT para ambos tratamientos de TFD. La línea celular T47D presentó casi un 50% de inhibición en ambos casos. Sorprendentemente, la línea celular MCF10A, no cancerígena, mostró una respuesta selectiva a la TFD. En particular, no se observó una inhibición importante empleando el tratamiento con MB-PDT. Sin embargo, si se observó inhibición con el tratamiento de RB-PDT. Los cambios morfológicos respaldaron el efecto citopático inducido por la TFD, donde fue evidente que las células MCF10A no cancerosas mostraron cambios notables solo con la dosis más alta de RB-PDT. En conclusión, este estudio presenta por primera vez el efecto de la TFD utilizando RB como fotosensibilizador para la inhibición de las células mamarias MDA-MB-231, T47D y MCF10A, y usando MB-PDT para la inhibición de las células T47D. Por último, no se observó una relación directa entre el efecto de la TFD y la concentración intracelular del FS

  • English

    Breast cancer is a major cause of morbidity and mortality in women worldwide. Conventional therapies have undesirable side effects and in some cases are ineffective; therefore, the search for alternative therapies, such as photodynamic therapy (PDT), is essential. In this work, the effect of PDT on two breast cancer cell lines and one non-cancerous breast cell line was investigated using non-porphyrin photosensitizers (PS), such as methylene blue (MB) and rose bengal (RB). The efficacy of each treatment was evaluated by measuring cell viability with the MTT assay and by morphological observations. Before evaluating the effects of PDT, the intracellular uptake of each PS was measured in the cell lines studied.

    The results showed that the MDA-MB-231 cell line exhibited the highest sensitivity to PDT for both PS.

    The T47D cell line showed almost 50% inhibition in both cases. Surprisingly, the non-cancerous cell line MCF10A showed a selective response to PDT. In particular, no significant inhibition was observed with MB-PDT treatment. However, inhibition was observed with RB-PDT treatment. The morphological changes supported the cytopathic effect induced by PDT, it was found that non-cancerous MCF10A cells showed remarkable changes only with the highest dose of RB-PDT. In conclusion, this study presents, to the best of our knowledge, for the first time the effect of PDT using RB as a PS for the inhibition of MDAMB-231, T47D and MCF10A breast cells, and using MB for PDT inhibition onT47D cells. Furthermore, no direct relationship was observed between the effect of PDT and the intracellular concentration of PS.

    Finally, these findings highlight the potential of MB and RB as effective PS in PDT and suggest the importance of considering cell line-specific responses and characteristics in optimizing PDT efficacy and selectivity.