ПРОТИВООПУХОЛЕВЫЙ ЭФФЕКТ ЭМП-НЧ (5 Гц) НА КУЛЬТУРУ КЛЕТОК МЕЛАНОМЫ B16-F10

DOI: 10.22138/2500-0918-2025-22-1-28-42
УДК: 616-006.81;61;537.811

И.Ю. Маклакова¹,², О.Е. Кныш¹, К.А. Гаврилова¹, Д.С. Эрлиш¹,
Д.Ю. Гребнев¹,², Е.Д. Усков³

¹ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет»,
г. Екатеринбург, Российская Федерация;
²ГАУЗ СО «Институт медицинских клеточных технологий»,
г. Екатеринбург, Российская Федерация;
³ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»,
г. Екатеринбург, Российская Федерация

Резюме. Введение. Меланома занимает пятое место по распространенности среди всех видов ЗНО в мире, демонстрируя стремительный рост уровня заболеваемости за последние 10 лет. Тенденция к увеличению распространенности данного ЗНО, росту его устойчивости к существующим методам терапии и, как следствие, росту смертности от меланомы указывает на необходимость рассмотрения новых терапевтических подходов, одним из которых является использование электромагнитных полей низкой частоты (ЭМП-НЧ). Ранее уже была продемонстрирована способность ЭМП ингибировать рост популяции клеток меланомы, однако в данной работе впервые было исследовано влияние ЭМП на линию меланомы с использованием чрезвычайно (крайне) низкой частоты – 5 Гц. Цель исследования – определить характер влияния электромагнитного поля (5 Гц) на функциональное состояние клеток меланомы B16-F10. Материалы и методы. Клетки линии меланомы B16-F10 были облучены ЭМП с частотой 5 Гц в 3 режимах работы (5 А монополярный положительный – 20 А монополярный отрицательный – 30 А биполярный) в течение 1 – 2 – 3 часов. Было проанализировано функциональное состояние клеток после облучения ЭМП методом проточной цитометрии. Произведен обзор актуальной научной литературы по исследуемой теме. Результаты. В режиме работы генератора ЭМП 2 при экспозиции 2 часа – увеличение некротических клеток на 100% (p<0,001). В режиме 3, экспозиция 3 часа – увеличение клеток в состоянии апоптоза на 24% с выраженной дозозависимостью (p<0,05). Заключение. Настоящее исследование подтвердило, что воздействие ЭМП-НЧ (5 Гц) является перспективным подходом к лечению меланомы. Предположительно, наблюдаемый эффект (индукция гибели онкоклеток) реализуется за счет изменения внутриклеточного гомеостаза Ca²⁺, что требует дальнейших исследований.

Ключевые слова: ЭМП, ЭМП-НЧ, электромагнитные поля низкой частоты, онкология, меланома, B16-F10, апоптоз, некроз, Ca, кальций

Конфликт интересов отсутствует.
Контактная информация автора, ответственного за переписку:
Кныш Олег Евгеньевич
knysh_oleg4@bk.ru
Дата поступления: 01.09.2024
Образец цитирования: Маклакова И.Ю., Кныш О.Е., Гаврилова К.А., Эрлиш Д.С., Гребнев Д.Ю., Усков Е.Д. Противоопухолевый эффект ЭМП-НЧ (5 Гц) на культуру клеток меланомы B16-F10. [Электронный ресурс] Вестник уральской медицинской академической науки. 2025, Том 22, № 1, с. 28–42, DOI: 10.22138/2500-0918-2025-22-1-28-42

ЛИТЕРАТУРА
1. Shalata W., Attal Z.G., Solomon A., Shalata S., Abu Saleh O., Tourkey L., et al. Melanoma Management: Exploring Staging, Prognosis, and Treatment Innovations. Internatoinal Journal of Molecular Science. 2024; 25(11):1-23. doi: 10.3390/ijms25115794.
2. Villani A., Potestio L., Fabbrocini G., Troncone G., Malapelle U., Scalvenzi M. The Treatment of Advanced Melanoma: Therapeutic Update. Internatoinal Journal of Molecular Science. 2022; 23(12):1-17. doi: 10.3390/ijms23126388.
3. Каприн А.Д., Старинский В.В., Шахзадова А.О. Злокачественные новообразования в России в 2021 году (заболеваемость и смертность). Московский научно-исследовательский онкологический институт имени П.А. Герцена. 2022; 252.
4. Малишевская Н.П., Соколова А.В., Петкау В.В., Пасина М.В. Заболеваемость меланомой кожи населения Уральского Федерального округа. Уральский медицинский журнал. 2018; 156(1):90-94.
5. Di Raimondo C, Lozzi F, Di Domenico PP, Campione E, Bianchi L. The Diagnosis and Management of Cutaneous Metastases from Melanoma. Internatoinal Journal of Molecular Science. 2023; 24(19):1-15. doi:10.3390/ijms241914535.
6. Knight A, Karapetyan L, Kirkwood JM. Immunotherapy in Melanoma: Recent Advances and Future Directions. Cancer. 2023;15(4):1-18. doi: 10.3390/cancers15041106.
7. Титов К.С., Михеева О.Ю., Казаков А.М., Егорова А.В. Роль хирургии в лечении отдаленных метастазов меланомы кожи. Злокачественные опухоли. 2016; 3(1):25-31. doi: 10.18027/2224-5057-2016-3-25-31.
8. Эберт М.А., Гафтон Г.И., Зиновьев Г.В., Гафтон И.Г. Современный взгляд на диагностику меланомы кожи. Вопросы Онкологии. 2019; 65(5):638–644. doi: 10.37469/0507-3758-2019-65-5-638-644.
9. Natarelli N., Aleman S., Mark I., Tran J., Kwak S., Botto E., et al. A Review of Current and Pipeline Drugs for Treatment of Melanoma. Pharmaceuticals. 2024; 17(2):1-13. doi: 10.3390/ph17020214.
10. Тулеуова Д.А., Серикбаев Г.А., Курманалиев А.К., Пысанова Ж.У., Наджибуло Ш.П., Восканян Е.А. Непосредственные результаты электрохимиотерапии при злокачественных опухолях кожи, мягких тканей, кожных и подкожных метастазах меланомы. Онкология и Радиология Казахстана. 2020; 56(2):31-34. doi: 10.52532/2521-6414-2020-2-56-31-34.
11. Huang Y.F., Xie W.J., Fan H.Y., Du J. Comparative Risks of High-Grade Adverse Events Among FDA-Approved Systemic Therapies in Advanced Melanoma: Systematic Review and Network Meta-Analysis. Frontiers in Oncology. 2020; 10(1):1-13. doi: 10.3389/fonc.2020.571135.
12. Bidram M., Zhao Y., Shebardina N.G., Baldin A.V., Bazhin A.V., Ganjalikhany M.R., et al. mRNA-Based Cancer Vaccines: A Therapeutic Strategy for the Treatment of Melanoma Patients. Vaccines. 2021; 9(10):1-33. doi: 10.3390/vaccines9101060.
13. Munhos R.R., Postow M.A. Combinatorial Approaches to the Treatment of Advanced Melanoma. Hematology/Oncology Clinics. 2021; 35(1):145-158. doi: 10.1016/j.hoc.2020.08.015.
14. Jenkins R.W., Fisher D.E. Treatment of Advanced Melanoma in 2020 and Beyond. Journal of Investigative Dermatology. 2021; 141(1):23-31. doi: 10.1016/j.jid.2020.03.943.
15. Akbarnejad Z., Eskandary H., Vergallo C., Nematollahi-Mahani S.N., Dini L., Darvishzaden-Mahani F. et al. Effects of extremely low-frequency pulsed electromagnetic fields (ELF-PEMFs) on glioblastoma cells (U87). Electromagnetic Biology and Medicine. 2017; 36(3):238-247. doi: 10.1080/15368378.2016.1251452.
16. Elexpuru-Zabaleta M., Lazzarini R., Tartaglione M.F., Piva F., Ciarapica V., Busilacchi E.M. et al. A 50 Hz magnetic field influences the viability of breast cancer cells 96 h after exposure. Molecular Biology Reports. 2023; 50(2):1005-1017. doi: 10.1007/s11033-022-08069-7.
17. Qutob S.S., Ng C.E. Comparison of apoptotic, necrotic and clonogenic cell death and inhibition of cell growth following camptothecin and X-radiation treatment in a human melanoma and a human fibroblast cell line. Cancer chemotherapy and pharmacology. 2002; 49(1):167-175. doi: 10.1007/s00280-001-0403-5.
18. Gorospe M., Cirielli C., Wang X., Seth P., Capogrossi M.C., Holbrook N.J. p21Waf1/Cip1 protects against p53-mediated apoptosis of human melanoma cells. Oncogene. 1997; 14(8):929-935. doi: 10.1038/sj.onc.1200897.
19. Destefanis M., Viano M., Leo C., Gervino G., Ponzetto A., Silvagno F. Extremely low frequency electromagnetic fields affect proliferation and mitochondrial activity of human cancer cell lines. International Journal of Radiation Biology. 2015; 91(12):964–972. doi: 10.3109/09553002.2015.1101648.
20. Berridge M.J. The Inositol Triphosphate/Calcium Signaling Pathway in Health and Disease. Physiological Reviews. 2016; 96(4):1261-1296. doi: 10.1152/physrev.00006.2016.
21. Kim Y.M., Cho S.E., Seo Y.K. The activation of melanogenesis by p-CREB and MITF signaling with extremely low-frequency electromagnetic fields on B16F10 melanoma. Sciences. 2016; 162(1):25-32. doi: 10.1016/j.lfs.2016.08.015.
22. Ma T., Ding Q., Liu Ch., Wu H. Electromagnetic fields regulate calcium-mediated cell fate of stem cells: osteogenesis, chondrogenesis and apoptosis. Stem Cell Research & Therapy. 2023; 14(133):1-13. doi: 10.1186/s13287-023-03303-w.
23. Barati M., Darvishi B., Javidi M.A., Mohammadian A., Shariatpanahi S.P., Eisavand M.R. et al. Cellular stress response to extremely low-frequency electromagnetic fields (ELF-EMF): An explanation for controversial effects of ELF-EMF on apoptosis. Cell proliferation in basis and clinical sciences. 2021; 54(12):1-19. doi: 10.1111/cpr.13154.
24. Zhang H., Chen Z., Zhang A., Gupte A.A., Hamilton D.J. The Role of Calcium Signaling in Melanoma. Internatoinal Journal of Molecular Science. 2022; 23(3):1010-1017. doi: 10.3390/ijms23031010.
25. Taylor J.T., Huang L., Pottle J.E. Selective blockade of T-type Ca2+ channels suppresses human breast cancer cell proliferation. Cancer Lett. 2008; 267(1):116-124. doi: 10.1016/j.canlet.2008.03.032

26. Ohkubo T., Yamazaki J. T-type voltage-activated calcium channel Cav3.1, but not Cav3.2, is involved in the inhibition of proliferation and apoptosis in MCF-7 human breast cancer cells. International Journal of Oncology. 2012; 41(1):267-275. doi: https: 10.3892/ijo.2012.1422.
27. Buckner С.A., Buckner A.L., Koren S.A., Persinger M.A., Robert M., Lafrenie R.M. Inhibition of Cancer Cell Growth by Exposure to a Specific Time-Varying Electromagnetic Field Involves T-Type Calcium Channels. PLoS ONE. 2015; 10(4):1-16. doi: 10.1371/journal.pone.0124136.
28. Bellono N.W., Oancea E.V. Ion transport in pigmentation. Archives of biochemistry and Biophysics. 2014; 563(1):35-41. doi: 10.1016/j.abb.2014.06.020.
29. Berridge M.J., Lipp P., Bootman M.D. The versatility and universality of calcium signalling. Nature reviews molecular cell biology. 2000; 1(1):11-21 doi: 10.1038/35036035.
30. Arya J.S., Joseph M.M., Sherin D.R., Nair J.B., Manojkumar TK, Maiti KK et al. Exploring mitochondria-mediated intrinsic apoptosis by new phytochemical entities: An explicit observation of cytochrome c dynamics on lung and melanoma cancer cells. Journal of Medicinal Chemistry. 2019; 62(17):8311-8329. doi: 10.1021/acs.jmedchem.9b01098.
31. Catalani E., Giovarelli M., Zecchini S., Perrotta C., Cervia D. Oxidative stress and autophagy as key targets in melanoma cell fate. Cancers. 2021; 13(22):5791-5810. doi: 10.3390/cancers13225791.
32. Neagu M. Metabolic traits in cutaneous melanoma. Frontiers in oncology. 2020; 10(851):1-12. doi: 10.3389/fonc.2020.00851.
33. Buckner C.A., Buckner А.L., Koren S.A., Persinger M.A., Lafrenie R.M. Exposure to a specific time-varying electromagnetic field inhibits cell proliferation via cAMP and ERK signaling in cancer cells. Bioelectromagnetics. 2018; 39(3):217-230. doi: 10.1002/bem.22096.
34. Nie Y., Du L., Mou Y., Xu Z., Weng L., Du Y. et al. Effect of low frequency magnetic fields on melanoma: tumor inhibition and immune modulation. BMC Cancer. 2013; 13(582):1-11. doi: 10.1186/1471-2407-13-582.
35. Corazzari M., Rapino F., Ciccosanti F., Giglio P., Antonioli M., Conti B. et al. Oncogenic BRAF induces chronic ER stress condition resulting in increased basal autophagy and apoptotic resistance of cutaneous melanoma. Cell Death & Differentiation. 2015; 22(6):946-958. doi: 10.1038/cdd.2014.183.
36. Cantwell-Dorris E.R., O’Leary J.J., Sheils O.M. BRAFV600E: implications for carcinogenesis and molecular therapy. Molecular cancer therapeutics. 2011; 10(3):385-394. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-10-0799.
37. Ha H.C., Snyder S.H. Poly (ADP-ribose) polymerase is a mediator of necrotic cell death by ATP depletion. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1999; 96(24):13978-13982. doi: 10.1073/pnas.96.24.13978.
38. Proskuryakov S.Y., Gabai V.L. Mechanisms of tumor cell necrosis. Current pharmaceutical design. 2010; 16(1):56-68. doi: 10.2174/138161210789941793.
39. Wang M.-H., Jian M.-W., Tai Y.-H., Jang L.-S., Chen C.-H. Inhibition of B16F10 Cancer Cell Growth by Exposure to the Square Wave with 7.83±0.3 Hz Involves L- and T-Type Calcium Channels. Electromagnetic Biology and Medicine. 2020; 39(1):1-10. doi: 10.1080/15368378.2020.1839491.

Авторы
Маклакова Ирина Юрьевна
ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет»
Доктор мед. наук, доцент, заведующая кафедрой нормальной физиологии
makliu@mail.ru
ORCID: 0000-0002-6895-7947
SPIN: 7335-7294
Екатеринбург, Российская Федерация

Кныш Олег Евгеньевич
ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет»
Студент лечебно-профилактического факультета
knysh_oleg4@bk.ru
ORCID: 0009-0003-8070-6336
SPIN: 5422-6525
Екатеринбург, Российская Федерация

Гаврилова Ксения Андреевна
ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет»
Старший преподаватель кафедры патологической физиологии
kberlyakova@mail.ru
ORCID: 0000-0002-4634-4066
SPIN: 7859-6210
Екатеринбург, Российская Федерация

Эрлиш Дарья Сергеевна
ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет»
Студент лечебно-профилактического факультета
derlish00@mail.ru
Екатеринбург, Российская Федерация

Гребнев Дмитрий Юрьевич
ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет»
Доктор мед. наук, доцент, заведующая кафедрой патологической физиологии
Dr-grebnev77@mail.ru
ORCID: 0000-0002-5698-8404
SPIN: 5761-9324
Екатеринбург, Российская Федерация

Евгений Германович Усков
ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»
Ассистент кафедры технической физики
uskov-evgeny@yandex.ru
Екатеринбург, Российская Федерация