Proton Therapy, Magnetic Nanoparticles and Hyperthermia as Combined Treatment for Pancreatic BxPC3 Tumor Cells.

clonogenic survival double strand breaks magnetic fluid hyperthermia magnetic nanoparticles pancreatic cancer proton therapy

Journal

Nanomaterials (Basel, Switzerland)
ISSN: 2079-4991
Titre abrégé: Nanomaterials (Basel)
Pays: Switzerland
ID NLM: 101610216

Informations de publication

Date de publication:
21 Feb 2023
Historique:
received: 24 01 2023
revised: 08 02 2023
accepted: 13 02 2023
entrez: 11 3 2023
pubmed: 12 3 2023
medline: 12 3 2023
Statut: epublish

Résumé

We present an investigation of the effects on BxPC3 pancreatic cancer cells of proton therapy combined with hyperthermia, assisted by magnetic fluid hyperthermia performed with the use of magnetic nanoparticles. The cells' response to the combined treatment has been evaluated by means of the clonogenic survival assay and the estimation of DNA Double Strand Breaks (DSBs). The Reactive Oxygen Species (ROS) production, the tumor cell invasion and the cell cycle variations have also been studied. The experimental results have shown that the combination of proton therapy, MNPs administration and hyperthermia gives a clonogenic survival that is much smaller than the single irradiation treatment at all doses, thus suggesting a new effective combined therapy for the pancreatic tumor. Importantly, the effect of the therapies used here is synergistic. Moreover, after proton irradiation, the hyperthermia treatment was able to increase the number of DSBs, even though just at 6 h after the treatment. Noticeably, the magnetic nanoparticles' presence induces radiosensitization effects, and hyperthermia increases the production of ROS, which contributes to cytotoxic cellular effects and to a wide variety of lesions including DNA damage. The present study indicates a new way for clinical translation of combined therapies, also in the vision of an increasing number of hospitals that will use the proton therapy technique in the near future for different kinds of radio-resistant cancers.

Identifiants

pubmed: 36903670
pii: nano13050791
doi: 10.3390/nano13050791
pmc: PMC10005040
pii:
doi:

Types de publication

Journal Article

Langues

eng

Subventions

Organisme : National Institute for Nuclear Physics
ID : HADROCOMBI, HADROMAG, PROTHYP
Organisme : MIUR - Dipartimenti di Eccellenza 2018-2022
ID : F11I18000680001

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Auteurs

Francesca Brero (F)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pavia, 27100 Pavia, Italy.

Paola Calzolari (P)

Dipartimento di Fisica "Aldo Pontremoli" and INFN (Sezione di Milano), Università degli Studi di Milano, 20133 Milano, Italy.

Martin Albino (M)

ICCOM-CNR, 50019 Sesto Fiorentino, Italy.
Dipartimento di Chimica, Università di Firenze and INSTM, 50019 Sesto Fiorentino, Italy.

Antonio Antoccia (A)

Dipartimento di Scienze and INFN, Università Roma Tre, 00146 Roma, Italy.

Paolo Arosio (P)

Dipartimento di Fisica "Aldo Pontremoli" and INFN (Sezione di Milano), Università degli Studi di Milano, 20133 Milano, Italy.

Francesco Berardinelli (F)

Dipartimento di Scienze and INFN, Università Roma Tre, 00146 Roma, Italy.

Daniela Bettega (D)

Dipartimento di Fisica "Aldo Pontremoli" and INFN (Sezione di Milano), Università degli Studi di Milano, 20133 Milano, Italy.

Mario Ciocca (M)

Fondazione CNAO, 27100 Pavia, Italy.

Angelica Facoetti (A)

Fondazione CNAO, 27100 Pavia, Italy.

Salvatore Gallo (S)

Dipartimento di Fisica "Aldo Pontremoli" and INFN (Sezione di Milano), Università degli Studi di Milano, 20133 Milano, Italy.

Flavia Groppi (F)

Dipartimento di Fisica "Aldo Pontremoli" and INFN (Sezione di Milano), Università degli Studi di Milano, 20133 Milano, Italy.
Laboratorio Acceleratori e Superconduttività Applicata (L.A.S.A.), 20090 Segrate, Italy.

Claudia Innocenti (C)

ICCOM-CNR, 50019 Sesto Fiorentino, Italy.
Dipartimento di Chimica, Università di Firenze and INSTM, 50019 Sesto Fiorentino, Italy.

Anna Laurenzana (A)

Dipartimento di Scienze Biomediche Sperimentali e Cliniche "Mario Serio", 50134 Firenze, Italy.

Cristina Lenardi (C)

Dipartimento di Fisica "Aldo Pontremoli" and INFN (Sezione di Milano), Università degli Studi di Milano, 20133 Milano, Italy.

Silvia Locarno (S)

Dipartimento di Fisica "Aldo Pontremoli" and INFN (Sezione di Milano), Università degli Studi di Milano, 20133 Milano, Italy.

Simone Manenti (S)

Dipartimento di Fisica "Aldo Pontremoli" and INFN (Sezione di Milano), Università degli Studi di Milano, 20133 Milano, Italy.
Laboratorio Acceleratori e Superconduttività Applicata (L.A.S.A.), 20090 Segrate, Italy.

Renato Marchesini (R)

Dipartimento di Fisica "Aldo Pontremoli" and INFN (Sezione di Milano), Università degli Studi di Milano, 20133 Milano, Italy.

Manuel Mariani (M)

Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Pavia, 27100 Pavia, Italy.

Francesco Orsini (F)

Dipartimento di Fisica "Aldo Pontremoli" and INFN (Sezione di Milano), Università degli Studi di Milano, 20133 Milano, Italy.

Emanuele Pignoli (E)

Fondazione IRCSS Istituto Nazionale dei Tumori, 20133 Milano, Italy.

Claudio Sangregorio (C)

ICCOM-CNR, 50019 Sesto Fiorentino, Italy.
Dipartimento di Chimica, Università di Firenze and INSTM, 50019 Sesto Fiorentino, Italy.
INFN, Sezione di Firenze, 50019 Sesto Fiorentino, Italy.

Francesca Scavone (F)

Dipartimento di Scienze Biomediche Sperimentali e Cliniche "Mario Serio", 50134 Firenze, Italy.

Ivan Veronese (I)

Dipartimento di Fisica "Aldo Pontremoli" and INFN (Sezione di Milano), Università degli Studi di Milano, 20133 Milano, Italy.

Alessandro Lascialfari (A)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pavia, 27100 Pavia, Italy.
Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Pavia, 27100 Pavia, Italy.

Classifications MeSH