Оценка антиопухолевого эффекта фосфатно‑буферного физиологического раствора, активированного плазмой, в 2D и 3D моделях рака молочной железы

Новые подходы к лечению труднолечимых опухолей груди

Многие женщины с раком молочной железы получают пользу от современных препаратов, однако некоторые опухоли либо изначально устойчивы к терапии, либо со временем вырабатывают сопротивляемость. В этом исследовании рассматривается необычный электрический подход, который превращает простой солевой раствор в потенциально противоопухолевую жидкость. Работа показывает, как этот «плазмой активированный» физраствор повреждает как обычные, так и лекарственно‑устойчивые клетки рака молочной железы, выращенные в лаборатории, что открывает возможность нового варианта лечения для пациентов, чьи опухоли перестали реагировать на стандартную химиотерапию.

Превращение простого солевого раствора в активное средство

Исследователи взяли фосфатно‑буферный физиологический раствор — простой, совместимый с организмом солевой раствор, часто используемый в биологии. Они подвергли эту жидкость холодному электрическому разряду — типу нетепловой плазмы, которая не нагревает и не обжигает. В результате в раствор были внесены реактивные виды кислорода и азота — высокоэнергетические формы этих элементов, способные повреждать клетки. Чем дольше раствор подвергали плазме, тем больше накапливалось реактивных молекул, причём их уровни оставались относительно стабильными как минимум в течение суток при температуре тела, что говорит о возможности приготовления такой жидкости заранее для медицинского применения.

Испытания на плоских слоях клеток и мини‑опухолях

Чтобы проверить, может ли эта активированная жидкость повреждать рак, команда испытала её на двух родственных линиях человеческого рака молочной железы: одной чувствительной к химиопрепарату паклитакселю (MCF‑7) и сестринской линии, сильно выработавшей к нему устойчивость (MCF‑7/PAX). В стандартных плоских (2D) культурах однократное часовое воздействие плазмой обработанного физраствора резко снижало выживаемость клеток в обеих линиях в зависимости от дозы — чем интенсивнее была плазменная обработка раствора, тем меньше клеток оставалось живых через три дня. Под микроскопом обработанные клетки теряли нормальную форму и прикрепление к поверхности и проявляли классические признаки программируемой гибели, а не внезапного разрыва.

Как жидкость толкает раковые клетки к гибели

Измерения с помощью проточной цитометрии — метода, который учитывает и классифицирует отдельные клетки — подтвердили, что основным эффектом плазмой активированного физраствора было индукция апоптоза, контролируемой формы клеточного самоубийства. По мере увеличения времени плазменной обработки раствора доля живых клеток снижалась, тогда как доля ранне- и позднеапоптотических клеток возрастала в обеих линиях — как чувствительной, так и устойчивой к препарату. Важно, что обычный, неактивированный физраствор такого эффекта не показывал, что указывает на реактивные молекулы, созданные плазмой, как на истинную причину. Ранее проведённые работы с похожими жидкостями демонстрировали, что сочетание перекиси водорода и азотсодержащих видов действует совместно, выводя раковые клетки за пределы их уже и так перегруженных механизмов выживания, тогда как нормальные клетки переносят такие уровни лучше.

Атака на 3D опухолеподобные сфероиды

Поскольку реальные опухоли трёхмерны, исследователи также сформировали компактные шарики из раковых клеток — сфероиды, которые лучше имитируют структуру и поведение опухолей в организме. Эти сфероиды подвергали обработке плазменно‑активированным физраствором либо в течение одного часа, либо в течение двадцати четырёх часов. В как чувствительных, так и устойчивых сфероидах более высокие дозы плазмы приводили либо к замедлению роста, либо к видимому уменьшению объёма в последующие шесть дней. Сфероиды, обработанные самой сильной дозой, становились меньше, менее компактными и окружались клеточным детритом — признаки серьёзного повреждения. Примечательно, что устойчивые к лекарству сфероиды нередко оказывались под ещё большим поражением, чем чувствительные, при очень высоких дозах наблюдалась почти полная утрата жизнеспособности.

Что это может означать для будущей онкологической помощи

В совокупности результаты указывают на то, что плазмой активированный физраствор способен убивать клетки рака молочной железы, выращенные как в простых слоях, так и в более реалистичных 3D мини‑опухолях, и делать это даже когда клетки стали устойчивы к основному химиопрепарату. Поскольку активные молекулы в растворе стабильны в течение многих часов, а базовый раствор прост и безопасен, такое лечение потенциально может быть использовано путём прямой инъекции в опухоль или в сочетании с существующими препаратами. Хотя пока это лабораторные эксперименты и до клинического применения ещё далеко, исследование указывает на перспективное будущее, в котором тщательно активированный солевой раствор поможет нейтрализовать некоторые из самых упрямых форм рака молочной железы.

Цитирование: Kužmová, D., Gbelcová, H. & Machala, Z. Assessing antitumor effects of plasma-activated phosphate buffered saline in breast cancer cell 2D and 3D models. Sci Rep 16, 13299 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41704-y

Ключевые слова: рак молочной железы, холодная плазма, лекарственная резистентность, физиологический раствор, активированный плазмой, 3D опухолевые модели