Vitamin E (α-tocopherol) enhances the PDT action of hematoporphyrin derivatives on cervical cancer cells

ObjectiveThe effect of antioxidant vitamin E (VE) on PDT (a mainly reactive oxygen species-driven process) has in the past shown contradicting results. Hence, we studied the effect of different concentrations and different incubation periods of VE on the PDT cytotoxicity of the cervical adenocarcinoma HeLa cell line.Materials and methodsHeLa cells were incubated with 25 μg/ml of hematoporphyrin derivatives (HpD) for 25 min (1st PDT regimen) or 24 h (2nd PDT regimen), then irradiated with visible light (total light dose of 10 J/cm2) either with or without different concentrations of VE (1–1000 μM) which had been incubated with the cells for 1 h or 24 h prior to PDT. After irradiation, viability was measured using MTT assay.ResultsThe results obtained showed that PDT is effective against cervical cancer cells. Incubation of HpD for 24 h leads to improved PDT action. Higher concentrations of VE incubated in HeLa cells for 1 h before the 2nd PDT regimen significantly enhanced cytotoxicity of PDT and the maximal enhancement was at 1000 μM of VE. The cytotoxic effect of VE on HeLa cells after incubation for 24 h before PDT is enhanced by the PDT action.ConclusionIn conclusion 1000 μM of VE can be used 1 h before PDT to enhance its effect on cervical adenocarcinoma, a disease which is steadily increasing in young women. It is well-known that the cervical adenocarcinoma is resistant to anticancer agents and radiotherapy and it was previously considered to be HpD-PDT resistant.

ZusammenfassungMotivationDer Einfluss des antioxidativ wirkenden Vitamins E (VE) auf die Photodynamische Therapie (PDT) – ein photooxidative Reaktionen verursachender Prozess – wurde in der Vergangenheit kontrovers diskutiert. Ziel der vorgestellten experimentellen Studie war es, den Effekt unterschiedlicher VE-Konzentrationen und -Inkubationszeiten auf die Zytotoxizität der PDT von HeLa-Zellen (humane Zelllinie des zervikalen Adenokarzinoms) zu untersuchen.Material und MethodenHeLa-Zellen wurden für 25 min (PDT-Modus 1) oder 24 h (PDT-Modus 2) mit 25 μg/ml Hematoporphyrin-Derivat (HpD) inkubiert und anschließend mit sichtbarem Licht bestrahlt (Wellenlänge: 630 nm, Lichtdosis: 10 J/cm2). Die PDT wurde allein oder in Kombination mit Vitamin E durchgeführt. Für die Kombinationstherapie wurden die HeLa-Zellen 1 h bzw. 24 h vor der PDT mit unterschiedlichen VE-Konzentrationen (1–1000 μM) inkubiert. Nach der Bestrahlung wurde die Zahl der überlebenden Zellen mittels MTT-Assay gemessen.ErgebnisseDie Ergebnisse haben gezeigt, dass die PDT an den untersuchten zervikalen Krebszellen erfolgreich war, wobei sich der zweite PDT-Modus mit einer HpD-Inkubationszeit von 24 h als effektiver erwies. In diesem PDT-Modus verbesserte zudem eine vorhergehende 1stündige Inkubation mit hohen VE-Konzentrationen die Zytotoxizität der PDT signifikant. Das beste Ergebnis für diese Kombinationstherapie wurde mit einer VE-Konzentration von 1000 μM erreicht.ZusammenfassungDie Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass die Gabe von 1000 μM Vitamin E 1 h vor der PDT den Effekt der Therapie beim zervikalen Adenokarzinom – einem Tumortyp der zunehmend bei jungen Frauen diagnostiziert wird und von dem bekannt ist, dass er therapieresistent gegenüber Chemotherapie und Bestrahlung ist – verbessern kann. Bislang ging man davon aus, das eine PDT mit HpD ebenfalls unwirksam ist.