Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.



СІМЕЙНІ ЛІКАРІ ТА ТЕРАПЕВТИ

НЕВРОЛОГИ, НЕЙРОХІРУРГИ, ЛІКАРІ ЗАГАЛЬНОЇ ПРАКТИКИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

КАРДІОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, РЕВМАТОЛОГИ, НЕВРОЛОГИ, ЕНДОКРИНОЛОГИ

СТОМАТОЛОГИ

ІНФЕКЦІОНІСТИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, ГАСТРОЕНТЕРОЛОГИ, ГЕПАТОЛОГИ

ТРАВМАТОЛОГИ

ОНКОЛОГИ, (ОНКО-ГЕМАТОЛОГИ, ХІМІОТЕРАПЕВТИ, МАМОЛОГИ, ОНКО-ХІРУРГИ)

ЕНДОКРИНОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, КАРДІОЛОГИ ТА ІНШІ СПЕЦІАЛІСТИ

ПЕДІАТРИ ТА СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

АНЕСТЕЗІОЛОГИ, ХІРУРГИ

«Practical Oncology» Том 5, №1, 2022

Back to issue

Scanning electron microscope study of Hela cell growth on vertically-aligned multi-walled carbon nanotube scaffolds

Authors: Ting Chen (1), Ruiting Chen (1, 2), Lijing Guo (1), Mahmut Kemal Ozbilgin (3), Cengiz Kurtman (4), Guofu Zhou (1, 2), Eser Metin Akinoglu (1), Michael Giersig (1, 5)
(1) — International Academy of Optoelectronics at Zhaoqing, South China Normal University, Zhaoqing, Guangdong, China
(2) — Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Information Materials and Technology & Institute of Electronic paper Displays, South China Academy of Advanced Optoelectronics, South China Normal University, Guangzhou, 510006, People’s Republic of China
(3) — Department of Histology and Embryology, Faculty of Medicine, Celal Bayar University, Uncubozköy, Manisa, Turkey
(4) — Department of Radiation Oncology, Faculty of Medicine, Ankara University, Ankara, Turkey
(5) — Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, 02-106, Warsaw, Poland

Categories: Oncology

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Культури клітин важливі для онкологічних і біологічних досліджень. Ми досліджуємо зростання в’язких клітин Hela на наноструктурованих, вертикально вирівняних, багатостінних каркасах із вуглецевих нанотрубок (VA-MWCNTs) порівняно з полірованими кремнієвими поверхнями за допомогою скануючої електронної мікроскопії (СЕМ). Каркаси VA-MWCNT були вирощені методом хімічного осадження з парової фази з посиленням плазми. Обидві поверхні стерилізували ультрафіолетовим випромінюванням і поміщали в чашку Петрі перед культивуванням клітин на 5 годин і 24 години відповідно. Після цього клітини були хімічно зафіксовані, щоб можна було охарактеризувати морфологію за допомогою СЕМ. Результати показали, що на поверхні каркасів VA-MWCNT зросла більша кількість клітин порівняно з полірованими кремнієвими пластинами. Ниткоподібні псевдоподії клітин Hela були виявлені на поверхні обох типів кремнієвих пластин. Клітини Hela демонстрували різні морфологічні характеристики на VA-MWCNTs у різний час культивування in vitro, що може бути пов’язано з циклом ділення клітин Hela. Схоже, що каркас VA-MWCNT впливає на цикл клітинного поділу, що може пояснити зміну морфології. На закінчення слід зазначити, що MWCNTs сприяли проліферації та росту клітин Hela, а також впливали на напрямок і морфологію росту клітин.

Cell cultures are important for cancer and biological research. We investigate the growth of adhering Hela cells on nanostructured, vertically aligned, multi-walled carbon nanotube (VA-MWCNTs) scaffolds versus polished silicon surfaces using scanning electron microscopy (SEM). VA-MWCNT scaffolds were grown by plasma enhanced chemical vapor deposition. Both surfaces were sterilized by UV light irradiation and placed in a petri dish prior to cell culturing for 5 hours and 24 hours, respectively. Afterwards, the cells were chemically fixed to enable morphology characterization using an SEM. The results showed that a larger amount of cells grew on the surface of VA-MWCNT scaffolds compared to polished silicon wafers. Filamentous pseudopodia of Hela cells were found on the surface of both types of silicon wafers. The Hela cells showed different morphological characteristics on VA-MWCNTs at different culture times in vitro, which may be related to the division cycle of the Hela cells. It seems that the VA-MWCNT scaffold affects the cell division cycle, which could explain the change in morphology. In conclusion, MWCNTs promoted the proliferation and growth of Hela cells and also influenced the direction and morphology of cell growth.


Keywords

клітини Hela; багатостінні вуглецеві нанотрубки; каркаси; скануюча електронна мікроскопія

Hela cells; multi-walled carbon nanotubes; scaffolds; scanning electron microscopy


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Landry J.J.M., Pyl P.T. et al. The Genomic and Transcriptomic Landscape of a HeLa Cell Line. G3 (Bethesda). 2013. 3(8). 1213-1224. https://doi.org/10.1534/g3.113.005777.
2. Lyapun. I.N., Andryukov. B.G., Bynina M.P. HeLa Cell Culture: Immortal Heritage of Henrietta Lacks. Mol. Genet. Microbiol. Virol. 2019. 34(4). 195-200. https://doi.org/10.3103/S0891416819040050.
3. Nomura S., Kojima H., Ohyabu Y., Kuwabara K., Miyauchi A., Uemura T. Cell Culture on Nanopillar Sheet: Study of HeLa Cells on Nanopillar Sheet. Jpn. J. Appl. Phys. 2005. 44(37). L1184-L1186. https://doi.org/10.1143/JJAP.44.L1184.
4. Firkowska I., Olek M., Pazos-Peréz N., Rojas-Chapana J., Giersig M. Highly Ordered MWNT-Based Matrixes: Topography at the Nanoscale Conceived for Tissue Engineering. Langmuir. 2006. 22(12). 5427-5434. https://doi.org/10.1021/la053067e.
5. Edwards S.L., Church J.S., Werkmeister J.A., Ramshaw J.A.M. Tubular Micro-Scale Multiwalled Carbon Nanotube-Based Scaffolds for Tissue Engineering. Biomaterials. 2009. 30(9). 1725-1731. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2008.12.031.
6. Lijima S. Helical microtubules of graphitic carbon. Nature. 1991. 354(6348). 56-58. https://doi:10.1038/354056a0
7. Bottini M., Bruckner S., Nika K., Bottini N., Bellucci S., Magrini A., Bergamaschi A., Mustelin T. Multi-Walled Carbon Nanotubes Induce T Lymphocyte Apoptosis. Toxicol. Lett. 2006. 160(2). 121-126. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2005.06.020.
8. Zhang X., Wang X., Lu Q., Fu C. Influence of Carbon Nanotube Scaffolds on Human Cervical Carcinoma HeLa Cell Viability and Focal Adhesion Kinase Expression. Carbon. 2008. 46(3). 453-460. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2007.12.015.
9. Correa-Duarte M.A., Wagner N., Rojas-Chapana J., Morsczeck C., Thie M., Giersig M. Fabrication and Biocompatibility of Carbon Nanotube-Based 3D Networks as Scaffolds for Cell Seeding and Growth. Nano Lett. 2004. 4(11). 2233-2236. https://doi.org/10.1021/nl048574f.
10. Abarrategi A., Gutierrez M.C., Moreno-Vicente C., Hortigüela M.J., Ramos V., Lopez-Lacomba J.L., Ferrer M.L., Del Monte F. Multiwall Carbon Nanotube Scaffolds for Tissue Engineering Purposes. Biomaterials. 2008. 29(1). 94-102. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2007.09.021.
11. Holy J., Perkins E., Yu X. Adhesion, Proliferation and Differentiation of Pluripotent Stem Cells on Multi-Walled Carbon Nanotubes. IET Nanobiotechnol. 2011. 5(2). 41-46. https://doi.org/10.1049/iet-nbt.2010.0014.
12 Akinoglu E.M., Ozbilgin K., Kilicaslan Sonmez P., Ozkut M.M., Giersig M., Inan S., Gumustepe E., Kurtman C. Biocompatibility of vertically aligned multi-walled carbon nanotube scaffolds for human breast cancer cell line MDA-MB-231. Progress in Biomaterials. 2017. 6(4). 189-196. https://doi.org/10.1007/s40204-017-0078-6 
13. Magrez A., Kasas S., Salicio V., Pasquier N., Seo J.W., Celio M., Catsicas S., Schwaller B., Forro L. Cellular Toxicity of Carbon-Based Nanomaterials. Nano Lett. 2006. 6. 1121-1125. https://doi.org/10.1021/nl060162e.
14. Kurantowicz N., Strojny B., Sawosz E., Jaworski S., Kutwin M., Grodzik M., Wierzbicki M., Lipińska L., Mitura K., Chwalibog A. Biodistribution of a High Dose of Diamond, Graphite, and Graphene Oxide Nanoparticles After Multiple Intraperitoneal Injections in Rats. Nanoscale Res. Lett. 2015. 10(1). 398. https://doi.org/10.1186/s11671-015-1107-9.
15. Sosnowska M., Sawosz E., Kutwin M., Chwalibog A. Carbon nanoscaffolds for fibroblast and hepatocellular carcinoma cells adhesion, migration and regeneration. Biomaterials. 2017. 143(20). 58.
16. Trzeciak T., Rybka J.D., Akinoglu E.M., Richter M., Kaczmarczyk J., Giersig M. In Vitro Evaluation of Carbon Nanotube-Based Scaffolds for Cartilage Tissue Engineering. J. Nanosci. Nanotechnol. 2016. 16(9). 9022-9025. https://doi.org/10.1166/jnn.2016.12733.
17. King A., MattaDomjan B., Large M.J., Matta C., Ogilvie S.P., Bardi N., Byrne H., Zakhidov A., Jurewicz I., Velliou E.G., Lewis R., LaRagione R., Dalton A.B. Pristine carbon nanotube scaffolds for the growth of chondrocytes. Journal of Materials Chemistry B. 2017. https://doi.org/10.1039/C7TB02065A.
18. Ren Z.F., Huang Z.P., Xu J.W., Wang J.H., Bush P., Siegal M.P., Provencio P.N. Synthesis of large arrays of well-aligned carbon nanotubes on glass. Science. 1988. 282(5391). 1105.
19. Wagner R.S., Ellis W.C. Vapor-liquid-solid mechanism of single crystal growth. Appl. Phys. Lett. 1964. 4(5). 89-90. https://doi.org/10.1063/1.1753975.
20. Meyyappan M., Delzeit L., Cassell A., Hash D. Carbon Nanotube Growth by PECVD: A Review. Plasma Sources Sci. Technol. 2003. 12(2). 205-216. https://doi.org/10.1088/0963-0252/12/2/312.
21. Ren, Z., Lan, Y., Wang, Y. Aligned carbon nanotubes: physics, concepts, fabrication and devices. NanoSci. Technol. 2013. https://doi.org/10.1007/978-3-642-30490-3_3.
22. Kashi A.M., Tahermanesh K., Chaichian S., Joghataei M.T., Tavangar S.M., Najafabadi, A.S.M., Lotfibakhshaiesh N., Pour S., Anvari-Yazdi A.F., Abed S.M. How to PrepareBiological Samples and Live Tissues for Scanning Electron Microscopy (SEM). Galen Medical Journal. 2014. 3(2). 63-80.
23. Lundgren E., Roos G. Cell Surface Changes in HeLa Cells as an Indication of Cell Cycle Events. Cancer Research. 1976. 36. 4044-4051. 
24. Porter K.R., Fonte V., Weiss G. A Scanning Microscope Study of the Topography of HeLa Cells. Cancer Research. 1974. 34(6). 1385-1394.

Back to issue