zdorПроблемы здоровья и экологииHealth and Ecology Issues2220-09672708-6011Gomel State Medical University10.51523/2708-6011.2016-13-1-13zdor-1670Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА И БИОЛОГИЯEXPERIMENTAL MEDICINE AND BIOLOGYГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ФИБРОБЛАСТОВ И РАКОВЫХ КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА ЛИНИЙ А549 и HEp-2c, ОЦЕНЕННЫЕ С ПОМОЩЬЮ АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИСтародубцеваМ. Н.StarodubtsevaM. N.noemail@neicon.ruСтародубцевИ. Е.StarodubtsevI. E.noemail@neicon.ruПетренёвД. Р.PetrenyovD. R.noemail@neicon.ruЕгоренковН. И.YegorenkovN. I.noemail@neicon.ruГомельский государственный медицинский университетGomel State Medical Universityг. ГомельInstitute of Radiobiology NAS Belarus201628032016016066Copyright © Стародубцева М.Н., Стародубцев И.Е., Петренёв Д.Р., Егоренков Н.И., 20162016Стародубцева М.Н., Стародубцев И.Е., Петренёв Д.Р., Егоренков Н.И.Starodubtseva M.N., Starodubtsev I.E., Petrenyov D.R., Yegorenkov N.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.gsmu.by/jour/article/view/1670

С помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ) изучены физико-механические параметры (параметры латеральных сил - локальных сил трения скольжения между острием АСМ-зонда и поверхностью клетки и фрактальная размерность карт латеральных сил) участков поверхностного слоя клеток и геометрические параметры (контуры, топография, диаметр, высота и др.) целых клеток для обработанных 0,5 % глутаровым альдегидом фибробластов и раковых эпителиальных клеток человека линий А549 (карцинома легкого) и HEp-2c (карцинома гортани). Установлены различия АСМ- параметров изученных клеток, свидетельствующие о различии состояния их кортикального цитоскелета

Using an atomic force microscopy we studied the physical and mechanical parameters of cell surface layer patches (the parameters of local sliding friction force between atomic force microscope tip and cell surface and the fractal dimension of lateral force maps) and geometrical parameters of whole cells (cell contour, topography, diameter, height and others) for treated with glutaraldehyde (0,5 %) human fibroblasts and cancer epithelial cells lines A549 (lung carcinoma) and HEp-2c (larynx carcinoma). The revealed differences in the studied parameters are indicative of the difference in the cortical cytoskeleton state of the cells.

клетки карциномы гортани (HEp-2c)клетки карциномы легкого (А459)фибробластыатомно-силовая микроскопиясила тренияфрактальная размерностьhuman lung cancer cells (A549)human larynx carcinoma cells (HEp-2c)fibroblastsatomic force microscopyfriction forcefractal dimensionReferencesCharacterizing deformability and surface friction of cancer cells / S. Byun [et al.]. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2013. - Vol. 110, № 19. - P. 7580-7585.Characterizing deformability and surface friction of cancer cells / S. Byun [et al.]. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2013. - Vol. 110, № 19. - P. 7580-7585.Popov, A. Actin-cytoskeleton and b-actin expression in correlation with higher invasiveness of selected hepatoma Morris 5123 cells / A. Popov, D. Nowak, M. Malicka-Błaszkiewicz // J. Physiol. Pharmacol. - 2006. - Vol. 57, Supp. 7. - P. 111-123.Popov, A. Actin-cytoskeleton and b-actin expression in correlation with higher invasiveness of selected hepatoma Morris 5123 cells / A. Popov, D. Nowak, M. Malicka-Błaszkiewicz // J. Physiol. Pharmacol. - 2006. - Vol. 57, Supp. 7. - P. 111-123.Stevenson, R. P. Actin-bundling proteins in cancer progression at a glance / R. P. Stevenson, D. Veltman, L. M. Machesky // J. Cell Science. - 2012. - Vol. 125, № 5. - P. 1073-1079.Stevenson, R. P. Actin-bundling proteins in cancer progression at a glance / R. P. Stevenson, D. Veltman, L. M. Machesky // J. Cell Science. - 2012. - Vol. 125, № 5. - P. 1073-1079.Characterization of cell elasticity correlated with cell morphology by atomic force microscope. / Q. Guo [et al.]. // J. Biomech. - 2012. - Vol. 45, № 2. - P. 304-309.Characterization of cell elasticity correlated with cell morphology by atomic force microscope. / Q. Guo [et al.]. // J. Biomech. - 2012. - Vol. 45, № 2. - P. 304-309.Cancer cell detection in tissue sections using AFM / M. Lekka [et al.] // Arch. Biochem. Biophys. - 2012. - Vol. 518, № 2. - P. 151-156.Cancer cell detection in tissue sections using AFM / M. Lekka [et al.] // Arch. Biochem. Biophys. - 2012. - Vol. 518, № 2. - P. 151-156.Physical labeling of papillomavirus-infected, immortal, and cancerous cervical epithelial cells reveal surface changes at immortal stage / I. K. Swaminathan [et al.] // Cell Biochem. Biophys. - 2012. - Vol. 63, № 2. - P. 109-116.Physical labeling of papillomavirus-infected, immortal, and cancerous cervical epithelial cells reveal surface changes at immortal stage / I. K. Swaminathan [et al.] // Cell Biochem. Biophys. - 2012. - Vol. 63, № 2. - P. 109-116.Диагностика живых клеток в атомно-силовом микроскопе, используя субмикронный сферический зонд калиброванного радиуса кривизны / И. А. Няпшаев [и др.] // Журнал технической физики. - 2012. - Т 82, № 10. - С. 109-116.Диагностика живых клеток в атомно-силовом микроскопе, используя субмикронный сферический зонд калиброванного радиуса кривизны / И. А. Няпшаев [и др.] // Журнал технической физики. - 2012. - Т 82, № 10. - С. 109-116.A physical sciences network characterization of non-tumorigenic and metastatic cells / D. B. Agus [et al.] // Sci. Rep. UK. - 2013. - Vol. 3. - P. 1449.A physical sciences network characterization of non-tumorigenic and metastatic cells / D. B. Agus [et al.] // Sci. Rep. UK. - 2013. - Vol. 3. - P. 1449.The effects of cancer progression on the viscoelasticity of ovarian cell cytoskeleton structures / A. N. Ketene [et al.] // Nanomedicine. - 2012. - Vol. 8, № 1. - P. 93-102.The effects of cancer progression on the viscoelasticity of ovarian cell cytoskeleton structures / A. N. Ketene [et al.] // Nanomedicine. - 2012. - Vol. 8, № 1. - P. 93-102.On averaging force curves over heterogeneous surfaces in atomic force microscopy / I. Sokolov [et al.] // Ultramicroscopy. - 2012. - Vol. 121. - P. 16-24.On averaging force curves over heterogeneous surfaces in atomic force microscopy / I. Sokolov [et al.] // Ultramicroscopy. - 2012. - Vol. 121. - P. 16-24.Rosenbluth, M. J. Force microscopy of nonadherent cells: a comparisonof leukemia cell deformability / M. J. Rosenbluth, W. A. Lam, D. A. Fletcher // Biophys. J. - Vol. 200690. - P. 2994-3003.Rosenbluth, M. J. Force microscopy of nonadherent cells: a comparisonof leukemia cell deformability / M. J. Rosenbluth, W. A. Lam, D. A. Fletcher // Biophys. J. - Vol. 200690. - P. 2994-3003.Mechanical properties of hepatocellular carcinoma cells / G. Zhang [et al.] // World J. Gastroenterol. - 2002. - Vol. 8. - P. 243-246.Mechanical properties of hepatocellular carcinoma cells / G. Zhang [et al.] // World J. Gastroenterol. - 2002. - Vol. 8. - P. 243-246.Atomic force microscopy based microrheology reveals significant differences in the viscoelastic response between malign and benign cell lines / J. Rother [et al.] // Open Biol. - 2014. - Vol. 4. - P. 140046.Atomic force microscopy based microrheology reveals significant differences in the viscoelastic response between malign and benign cell lines / J. Rother [et al.] // Open Biol. - 2014. - Vol. 4. - P. 140046.Cell surface as a fractal: normal and cancerous cervical cells demonstrate different fractal behavior of surface adhesion maps at the nanoscale / M. E. Dokukin [et al.] // Phys. Rev. Lett. - 2011. - Vol. 107, № 2. - P. 028101.Cell surface as a fractal: normal and cancerous cervical cells demonstrate different fractal behavior of surface adhesion maps at the nanoscale / M. E. Dokukin [et al.] // Phys. Rev. Lett. - 2011. - Vol. 107, № 2. - P. 028101.AFM-based analysis of human metastaticcancer cells / S. E. Cross [et al.] // Nanotechnology. - 2008. - Vol. 19. - P. 384003.AFM-based analysis of human metastaticcancer cells / S. E. Cross [et al.] // Nanotechnology. - 2008. - Vol. 19. - P. 384003.Дрозд, Е. С. Экспериментальная оценка локальных упругих характеристик биологических клеток методами контактной механики: автореф дис. … канд. физ.-мат. наук: 01.02.08/ Е. С. Дрозд; Белорус. нац. тех. ун-т. - Минск, 2011. - 24 с.Дрозд, Е. С. Экспериментальная оценка локальных упругих характеристик биологических клеток методами контактной механики: автореф дис. … канд. физ.-мат. наук: 01.02.08/ Е. С. Дрозд; Белорус. нац. тех. ун-т. - Минск, 2011. - 24 с.Dynamics of protein nitration in cells and mitochondria / K. S. Aulak [et al.] // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. - 2004. - Vol. 286, № 1. - P. H30-H38.Dynamics of protein nitration in cells and mitochondria / K. S. Aulak [et al.] // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. - 2004. - Vol. 286, № 1. - P. H30-H38.Nitric oxide synthase isoenzyme expression and activity in peripheral lung tissue of patients with chronic obstructive pulmonary disease / C. Brindicci [et al.] // Am. J. Respir. Crit. Care Med. - 2010. - Vol. 181, № 1. - P. 21-30.Nitric oxide synthase isoenzyme expression and activity in peripheral lung tissue of patients with chronic obstructive pulmonary disease / C. Brindicci [et al.] // Am. J. Respir. Crit. Care Med. - 2010. - Vol. 181, № 1. - P. 21-30.Adhesion and mechanical properties of RSV infected human epithelial cells / A. Pfendt [et al.] // J. Adhes. Sci. Technol. - 2011. - Vol. 25. - P. 521-535.Adhesion and mechanical properties of RSV infected human epithelial cells / A. Pfendt [et al.] // J. Adhes. Sci. Technol. - 2011. - Vol. 25. - P. 521-535.AFM stiffness nanotomography of normal, metaplastic and dysplastic human esophageal cells / A. Fuhrmann [et al.] // Phys. Biol. - 2011. - Vol. 8, № 1. - P. 015007.AFM stiffness nanotomography of normal, metaplastic and dysplastic human esophageal cells / A. Fuhrmann [et al.] // Phys. Biol. - 2011. - Vol. 8, № 1. - P. 015007.Starodubtseva, M. N. Thermo-mechanical properties of the cell surface assessed by atomic force microscopy / M. N. Starodubtseva, N. I. Yegorenkov, I. A. Nikitina // Micron. - 2012. - Vol. 43, № 12. - P. 1232-1238.Starodubtseva, M. N. Thermo-mechanical properties of the cell surface assessed by atomic force microscopy / M. N. Starodubtseva, N. I. Yegorenkov, I. A. Nikitina // Micron. - 2012. - Vol. 43, № 12. - P. 1232-1238.Functional heterogeneity of non-small lung adenocarcinoma cell sub-populations / I. Bechyne [et al.] // Cell Biol. Int. - 2012. - Vol. 36. - P. 99-103.Functional heterogeneity of non-small lung adenocarcinoma cell sub-populations / I. Bechyne [et al.] // Cell Biol. Int. - 2012. - Vol. 36. - P. 99-103.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.