Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2023, 14 (2), 223–230
Ceric phosphates and nanocrystalline ceria: selective toxicity to melanoma cells
Taisiya O. Kozlova – Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; taisia.shekunova@yandex.ru
Anton L. Popov – Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of the Russian Academy of Sciences, Pushchino, Russia; antonpopovleonid@gmail.com
Mikhail V. Romanov – Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of the Russian Academy of Sciences, Pushchino, Russia; rmvya@yandex.ru
Irina V. Savintseva – Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of the Russian Academy of Sciences, Pushchino, Russia; savintseva_irina@mail.ru
Darya N. Vasilyeva – Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences, Moscow; National Research University Higher School of Economics, Moscow, Russia; dnvasileva_1@edu.hse.ru
Alexander E. Baranchikov – Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; a.baranchikov@yandex.ru
Vladimir K. Ivanov – Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; van@igic.ras.ru
Corresponding author: Taisiya O. Kozlova, taisia.shekunova@yandex.ru
PACS 61.66.Fn; 81.70.-q; 87.17.-d
DOI 10.17586/2220-8054-2023-14-2-223-230
ABSTRACT Nanocrystalline cerium dioxide is a promising inorganic UV filter for sunscreen applications due to its high UV absorbance and non-toxicity to normal cells. Nanoscale CeO2 also showed selective cytotoxicity to cancer cells, thus ceria-containing materials are now regarded for the creation of both preventive and therapeutic compositions. At the same time, the interaction of ceria nanoparticles with cell membranes and phosphate-rich components of sunscreen compositions arise the interest to biocompatibility of ceric phosphates. Crystalline cerium(IV) phosphates can be a promising alternative for nanoscale CeO2 due to their low solubility, high redox stability and UV protective property. However, to date, there is no information on their toxicity to cancer cells. In this work, using the MTT, Live/Dead and MMP assays, we demonstrated for the first time that the inhibitory impact of ceric phosphates Ce(PO4)(HPO4)0.5(H2O)0.5 and NH4Ce2(PO4)3 on murine melanoma B16/F10 cell line in vitro is comparable to that of nanoscale CeO2, at high (500–1000 μg/ml) concentrations.
KEYWORDS ceric phosphates, ceria, metabolic activity, reactive oxygen species, UV protectors.
ACKNOWLEDGEMENTS This work was supported by Russian Science Foundation (Grant no. 21-73-00294, https://rscf.ru/en/project/21-73-00294/) using the equipment of the JRC PMR IGIC RAS.
FOR CITATION Kozlova T.O., Popov A.L., Romanov M.V., Savintseva I.V., Vasilyeva D.N., Baranchikov A.E., Ivanov V.K. Ceric phosphates and nanocrystalline ceria: selective toxicity to melanoma cells. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2023, 14 (2), 223–230.
[In Russian] Козлова Т.О., Попов А.Л., Романов М.В., Савинцева И.В., Васильева Д.Н., Баранчиков А.Е., Иванов В.К.
Ортофосфаты церия(IV) и нанокристаллический диоксид церия: селективная токсичность к клеткам меланомы
АННОТАЦИЯ Нанокристаллический диоксид церия является многообещающим неорганическим УФ-фильтром в составе солнцезащитных средств благодаря высокому коэффициенту поглощению УФ-излучения и отсутствию токсичности по отношению к нормальным клеткам. Кроме того, наноразмерный CeO2 демонстрирует селективную цитотоксичность по отношению к раковым клеткам, поэтому церийсодержащие материалы в настоящее время рассматриваются для создания профилактических и лечебных композиций. Взаимодействие наночастиц диоксида церия с клеточными мембранами и с фосфат-содержащими компонентами солнцезащитных композиций вызывает очевидный интерес к биосовместимости фосфатов церия(IV). Кристаллические ортофосфаты церия(IV) могут стать многообещающей альтернативой наноразмерному CeO2 благодаря их низкой растворимости, высокой редокс-стабильности и УФ-защитным свойствам. Однако на сегодняшний день нет информации об их токсичности по отношению к раковым клеткам. В данной работе с использованием тестов MTT, Live/Dead и MMP мы впервые продемонстрировали ингибирующее влияние ортофосфатов церия(IV) Ce(PO4)(HPO4)0.5(H2O)0.5 and NH4Ce2(PO4)3 на клеточную линию меланомы мыши B16/F10 in vitro, сопоставимое с действием наноразмерного CeO2, при высоких (500–1000 мкг/мл) концентрациях.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА ортофосфаты церия(IV), диоксид церия, метаболическая активность, активные формы кислорода, УФ протекторы
