Abstract

Non-thermal plasma (NTP) in the air around the cell layer or biological tissues is considered as a generator of reactive oxygen and nitrogen species, ions, and solvated/aquated electrons. This review covers current understanding on the effects of NTP in living systems, with the focus on the role of free radicals and other NTP-generated particles in the chemical modification of biomacromolecules and regulation of signal transduction. We summarise recent data on the impact of NTP-originated products on intracellular redox balance, mitochondrial biogenesis, cell membranes and organelles. In addition, we discuss the transport of NTP products across the biological membranes. Since the expression of numerous transporter systems differs at various stages of development, distinct cell lines, and in pathological conditions, experiments on NTP effects should be designed in various models for the assessment of cell- and tissue-specific response. Notably, NTP effects are observed throughout the whole tissue even when particles are generated at the surface. Special attention is paid to the NTP-treated solutions (phosphate buffered saline, Ringer’s solution, cell culture medium) as their composition and pH can be significantly altered. However, these data also suggest novel opportunities for the application of NTP and NTP-treated solutions in biomedicine. Studies on the mechanisms of NTP action on biological systems should contain analysis of events coupled to generation and accumulation of reactive oxygen and nitrogen species, neutral compounds, solvated electrons, and detection of new cellular targets of their action. This would allow developing of efficient and safe protocols for NTP applications in biology and medicine.

Highlights

  • We summarise recent data on the impact of Non-thermal plasma (NTP)-originated products on intracellular redox balance, mitochondrial biogenesis, cell membranes and organelles

  • Received: 23.09.2020 Accepted: 30.11.2020 Creative Commons Attribution CC BY 4.0

Read more

Summary

ХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ХОЛОДНОЙ ПЛАЗМЫ НА КЛЕТКИ

ОЛОВЯННИКОВА Р.Я.1, МАКАРЕНКО Т.А.1, ЛЫЧКОВСКАЯ Е.В.1, ГУДКОВА Е.С.1, МУРАДЯН Г.А.1, МЕДВЕДЕВА Н.Н.1, ЧЕКИШЕВА Т.Н.1, БЕРДНИКОВ С.И.2, СЕМИЧЕВ Е.В.2, МАЛИНОВСКАЯ Н.А.1*, САЛМИНА А.Б.1, САЛМИН В.В.1. Обсуждаются ключевые механизмы транспорта продуктов ХП через биологические мембраны с участием механизмов активного транспорта и диффузии. Предполагается, что экспрессия различных транспортных систем будет существенным образом отличаться в клетках на разных стадиях развития, с разным пролиферативным потенциалом, а также в условиях патологии, что определяет важность экспериментальных исследований на разнообразных модельных клеточных системах для оценки того, насколько данная популяция клеток чувствительна к эффектам продуктов, генерируемых ХП. Изучение молекулярных механизмов действия ХП на биологические системы включает анализ событий, связанных с генерацией и аккумуляцией активных форм кислорода, нейтральных соединений, сольватированных электронов, идентификацию новых клеточных мишеней их действия, что обеспечит создание эффективных и безопасных протоколов применения ХП в биологии и медицине.

ОБЗОРНЫЕ СТАТЬИ
Холодная плазма и генерируемые ею продукты
Транспорт и механизмы реализации эффектов ХП в клетках и тканях
Влияние ХП на метаболизм клеток
Reactive Oxygen and Nitrogen Species for Immunogenic
Сведения об авторах

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.