Published January 1, 2019 | Version v1
Publication Metadata-only

Electrochemical evaluation of ion substituted-hydroxyapatite on HeLa cells plasma membrane potential

Creators

  • 1. University of Ghana
  • 2. University of Cape Coast

Description

This study reports the electrochemical activities of a novel ion substituted-Hydroxyapatite (HAp) material in contact with HeLa cells. The work was performed to evaluate the inhibitory effects of various concentrations of HAp on ion transfer mechanisms in HeLa cells. The materials (n = 2: HAp1 and HAp3) were prepared at different stirring times from Achatina achatina snail shells and phosphate-containing solution. The structure of the materials and the trace elements concentration were evaluated using x-ray diffractometry and infrared spectrometry as well as atomic absorption spectroscopy. Electrochemical studies conducted on the cells after 30 min of exposure to the materials demonstrated different responses as elucidated by cyclic voltammetry. The voltammograms revealed HAp1 to be non-redox whereas HAp3 was redox active. Minimal concentrations of HAp1 showed high anodic peak current when compared to the HeLa cells alone, indicating a hyperpolarization of the cells. The peak current gradually reduced as the concentration of HAp1 was increased, and then followed by a sudden rise suggesting inhibition of the cell action potential. HAp3 showed a wavy pattern of the anodic peak current when the material concentration was varied. Peak currents of 0.92±0.03 nA and 0.57±0.01 nA were recorded for HAp1 and HAp3, respectively at the highest concentration of 5 µL. The results suggest that different inhibitory mechanisms are at play on the voltage-gated ion channels of the cells, indicating the possibility of using the materials to achieve different cancer proliferation inhibition.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تشير هذه الدراسة إلى الأنشطة الكهروكيميائية لمادة جديدة مستبدلة بالأيونات - هيدروكسي أباتيت (HAp) في اتصال مع خلايا هيلا. تم تنفيذ العمل لتقييم التأثيرات المثبطة للتركيزات المختلفة من HAp على آليات نقل الأيونات في خلايا هيلا. تم تحضير المواد (n = 2: HAp1 و HAp3) في أوقات تحريك مختلفة من قذائف الحلزون Achatina achatina والمحلول المحتوي على الفوسفات. تم تقييم بنية المواد وتركيز العناصر النزرة باستخدام قياس الانحراف بالأشعة السينية وقياس الطيف بالأشعة تحت الحمراء وكذلك مطياف الامتصاص الذري. أظهرت الدراسات الكهروكيميائية التي أجريت على الخلايا بعد 30 دقيقة من التعرض للمواد استجابات مختلفة كما يتضح من قياس الجهد الدوري. كشفت صور الجهد أن HAp1 ليس اختزالًا بينما كان HAp3 نشطًا. أظهرت التركيزات الدنيا من HAp1 تيار ذروة أنودي عالي عند مقارنته بخلايا هيلا وحدها، مما يشير إلى فرط استقطاب الخلايا. ينخفض تيار الذروة تدريجيًا مع زيادة تركيز HAp1، ثم يتبعه ارتفاع مفاجئ يشير إلى تثبيط جهد عمل الخلية. أظهر HAp3 نمطًا متموجًا لتيار الذروة الأنوديك عندما كان تركيز المادة متنوعًا. تم تسجيل تيارات الذروة البالغة 0.92±0.03 nA و 0.57±0.01 nA لـ HAp1 و HAp3، على التوالي عند أعلى تركيز قدره 5 ميكرولتر. تشير النتائج إلى وجود آليات تثبيط مختلفة على القنوات الأيونية ذات بوابات الجهد للخلايا، مما يشير إلى إمكانية استخدام المواد لتحقيق تثبيط مختلف لتكاثر السرطان.

Translated Description (French)

Cette étude rapporte les activités électrochimiques d'un nouveau matériau à base d'hydroxyapatite substituée par des ions (HAp) en contact avec des cellules HeLa. Le travail a été effectué pour évaluer les effets inhibiteurs de diverses concentrations de HAp sur les mécanismes de transfert d'ions dans les cellules HeLa. Les matériaux (n = 2 : HAp1 et HAp3) ont été préparés à différents moments d'agitation à partir de coquilles d'escargot Achatina achatina et d'une solution contenant du phosphate. La structure des matériaux et la concentration en oligo-éléments ont été évaluées en utilisant la diffractométrie aux rayons X et la spectrométrie infrarouge ainsi que la spectroscopie d'absorption atomique. Des études électrochimiques menées sur les cellules après 30 min d'exposition aux matériaux ont mis en évidence différentes réponses élucidées par voltamétrie cyclique. Les voltammogrammes ont révélé que HAp1 était non redox alors que HAp3 était redox active. Les concentrations minimales de HAp1 ont montré un courant de crête anodique élevé par rapport aux cellules HeLa seules, indiquant une hyperpolarisation des cellules. Le courant de crête diminuait progressivement au fur et à mesure que la concentration de HAp1 augmentait, puis suivait une augmentation soudaine suggérant une inhibition du potentiel d'action cellulaire. HAp3 a montré un motif ondulé du courant de crête anodique lorsque la concentration du matériau variait. Des courants de crête de 0,92±0,03 nA et 0,57±0,01 nA ont été enregistrés pour HAp1 et HAp3, respectivement à la concentration la plus élevée de 5 µL. Les résultats suggèrent que différents mécanismes inhibiteurs sont en jeu sur les canaux ioniques voltage-dépendants des cellules, indiquant la possibilité d'utiliser les matériaux pour réaliser différentes inhibitions de la prolifération du cancer.

Translated Description (Spanish)

Este estudio informa sobre las actividades electroquímicas de un nuevo material de hidroxiapatita sustituida con iones (HAp) en contacto con células HeLa. El trabajo se realizó para evaluar los efectos inhibidores de varias concentraciones de HAp sobre los mecanismos de transferencia iónica en células HeLa. Los materiales (n = 2: HAp1 y HAp3) se prepararon a diferentes tiempos de agitación a partir de conchas de caracol Achatina achatina y solución que contenía fosfato. La estructura de los materiales y la concentración de oligoelementos se evaluaron mediante difractometría de rayos X y espectrometría de infrarrojos, así como espectroscopía de absorción atómica. Los estudios electroquímicos realizados en las células después de 30 minutos de exposición a los materiales demostraron diferentes respuestas según lo aclarado por la voltametría cíclica. Los voltamogramas revelaron que HAp1 no era redox, mientras que HAp3 era redox activo. Las concentraciones mínimas de HAp1 mostraron una alta corriente pico anódica en comparación con las células HeLa solas, lo que indica una hiperpolarización de las células. La corriente máxima se redujo gradualmente a medida que aumentaba la concentración de HAp1, y luego siguió un aumento repentino que sugiere la inhibición del potencial de acción celular. HAp3 mostró un patrón ondulado de la corriente pico anódica cuando se varió la concentración de material. Se registraron corrientes máximas de 0.92±0.03 nA y 0.57±0.01 nA para HAp1 y HAp3, respectivamente, a la concentración más alta de 5 µL. Los resultados sugieren que diferentes mecanismos inhibidores están en juego en los canales iónicos dependientes de voltaje de las células, lo que indica la posibilidad de utilizar los materiales para lograr una inhibición diferente de la proliferación del cáncer.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التقييم الكهروكيميائي لاستبدال الأيونات - هيدروكسي أباتيت على جهد غشاء البلازما لخلايا هيلا
Translated title (French)
Évaluation électrochimique de l'hydroxyapatite substituée par des ions sur le potentiel de la membrane plasmique des cellules HeLa
Translated title (Spanish)
Evaluación electroquímica de la hidroxiapatita sustituida con iones en el potencial de membrana plasmática de las células HeLa

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2897822929
DOI
10.1080/23311916.2019.1614756

Is supplement to
https://openalex.org/W2381761676 (Other)
https://openalex.org/W2375824005 (Other)
https://openalex.org/W2373307992 (Other)
https://openalex.org/W2372231441 (Other)
https://openalex.org/W2357943637 (Other)
https://openalex.org/W2350526420 (Other)
https://openalex.org/W2319590788 (Other)
https://openalex.org/W2026652747 (Other)
https://openalex.org/W1995700372 (Other)
https://openalex.org/W1975791743 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ghana

References

  • https://openalex.org/W1788957658
  • https://openalex.org/W1804398254
  • https://openalex.org/W1976733864
  • https://openalex.org/W1979175924
  • https://openalex.org/W1990173492
  • https://openalex.org/W2008757142
  • https://openalex.org/W2018789178
  • https://openalex.org/W2022641082
  • https://openalex.org/W2029197582
  • https://openalex.org/W2041732192
  • https://openalex.org/W2079732555
  • https://openalex.org/W2083202259
  • https://openalex.org/W2085143181
  • https://openalex.org/W2124366608
  • https://openalex.org/W2132423688
  • https://openalex.org/W2171038175
  • https://openalex.org/W2272315791
  • https://openalex.org/W2295389172
  • https://openalex.org/W2509916100
  • https://openalex.org/W2724290859
  • https://openalex.org/W2738762438
  • https://openalex.org/W2762326324
  • https://openalex.org/W2791002517
  • https://openalex.org/W2808804892
  • https://openalex.org/W4255323512