بررسی تأثیر هم‌افزایی نانوذرات نقره و تابش امواج فراصوت در فرکانس MHz 1 پیوسته بر میزان مرگ سلولی سلول‌های MCF-7 سرطان پستان

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه فیزیک پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

2 استاد، گروه فیزیک پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

3 استادیار، گروه علوم تشریحی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

4 گروه فیزیک پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

مقدمه: امروزه، اثرات بیولوژیک و کاربردهای امواج فراصوت به خصوص در حضور نانوذرات به سرعت در حال گسترش است. در این پژوهش، به بررسی تأثیر تابش امواج فراصوت و نانوذرات نقره بر میزان مرگ سلول‌های MCF-7 پرداخته شد.روش‌ها: سلول‌های توموری MCF-7 کشت داده شد. سلول‌ها به 4 گروه تقسیم شدند. در گروه نانوذرات، سلول‌ها با غلظت‌های 50، 100 و 200 میکروگرم بر میلی‌لیتر از نانوذرات با ابعاد 20 نانومتر در محیط کشت تیمار شدند. در گروه تابش امواج فراصوت، سلول‌ها تحت تابش فراصوت با شدت 2 وات بر سانتی‌متر مربع به مدت 3 دقیقه قرار گرفتند. در گروه نانوذرات همراه تابش امواج فراصوت، ابتدا سلول‌ها با غلظت‌های مختلف از نانوذرات در محیط کشت تیمار شدند و بعد از گذشت 5 ساعت، تحت تابش فراصوت با همان مشخصات قرار گرفتند. در گروه شاهد، هیچ مداخله‌ای انجام نشد. سپس، درصد زنده ماندن سلول‌ها در هر چهار گروه با روش MTT (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) در سه بازه‌ی زمانی 24، 48 و 72 ساعت تعیین گردید.یافته‌ها: درصد بقای سلول‌های 7-MCF در گروه فراصوت به همراه نانوذرات در غلظت‌های مختلف نسبت به گروه شاهد در هر سه بازه‌ی زمانی تفاوت معنی‌داری داشت (050/0 > P). در گروه نانوذرات نیز میزان بقای سلول‌ها با افزایش غلظت و گذشت زمان کاهش و تفاوت معنی‌داری نسبت به گروه شاهد داشت.نتیجه‌گیری: میزان سمیت نانوذرات نقره همراه با تابش فراصوت اثر افزایشی داشت؛ می‌توان چنین نتیجه گرفت که استفاده‌ی هم‌زمان از نانوذرات نقره و امواج فراصوت، سمیت سلولی و به دنبال آن مرگ سلولی را افزایش می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluating the Effects of Ultrasound Waves on MCF-7 Cells in the Presence of Ag Nanoparticles

نویسندگان [English]

  • Ahmad Shanei 1
  • Mohammad Bagher Tavakoli 2
  • Hossein Salehi 3
  • Ali Ebrahimi-Fard 4
1 Associated Professor, Department of Medical Physics, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
2 Professor, Department of Medical Physics, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
3 Assistant Professor, Department of Anatomical Sciences, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
4 Department of Medical Physics, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Background: Biological effects of ultrasound waves and their applications in the presence of nanoparticles are a rapidly growing research area. In recent years, ultrasonic therapy of cancer cells has been developed successfully. In this study, effects of ultrasound waves in the presence of Ag nanoparticles on the MCF-7 cells were evaluated.Methods: The MCF-7 cells were cultured. The cells were divided into 4 groups including: (1) control, (2) incubated with Ag nanoparticle, (3) treated using ultrasound alone and (4) treated using ultrasound at the presence of Ag nanoparticle. For groups of 2 and 4, nanoparticles were injected into the cells in 50, 100 and 200 µg/ml concentrations. Ultrasound irradiation at 2 W/cm2 intensity was performed on the cells for 3 min.Findings: Statistical comparison of the results showed that, there was a significant difference in the percent of cell viability between the US treated group at the presence of Ag and the control group (P < 0.05). On the basis of obtained results, the cell viability for the Ag incubated group at 200 µg/ml concentration was significantly different compared to the control group (P < 0.05).Conclusion: Results of this study revealed that ultrasound in the presence of Ag nanoparticles can be efficiently used for MCF-7 cells treatment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ag nanoparticles
  • Ultrasound waves
  • Cytotoxicity
  • MCF-7 cells
  1. Carstensen EL, Becroft SA, Law WK, Barbee DB. Finite amplitude effects on the thresholds for lesion production in tissues by unfocused ultrasound. J Acoust Soc Am 1981; 70(2): 302-9.
  2. Sazgarnia A, Shanei A, Shanei MM. Monitoring of transient cavitation induced by ultrasound and intense pulsed light in presence of gold nanoparticles. Ultrason Sonochem 2014; 21(1): 268-74.
  3. Yumita N, Nishigaki R, Umemura S. Sonodynamically induced antitumor effect of Photofrin II on colon 26 carcinoma. J Cancer Res Clin Oncol 2000; 126(10): 601-6.
  4. Sazgarnia A, Shanei A. Evaluation of acoustic cavitation in terephthalic acid solutions containing gold nanoparticles by the spectrofluorometry method. Int J Photoenergy 2012; 2012: 1-5.
  5. Ahamed M, Alsalhi MS, Siddiqui MK. Silver nanoparticle applications and human health. Clin Chim Acta 2010; 411(23-24): 1841-8.
  6. Bernard V, Skorpikova J, Mornstein V, Slaninova I. Biological effects of combined ultrasound and cisplatin treatment on ovarian carcinoma cells. Ultrasonics 2010; 50(3): 357-62.
  7. Bernard V, Mornstein V, Skorpikova J, Jaros J. Ultrasound and cisplatin combined treatment of human melanoma cells A375--the study of sonodynamic therapy. Ultrasound Med Biol 2012; 38(7): 1205-11.
  8. Fukumori Y, Ichikawa H. Nanoparticles for cancer therapy and diagnosis. Adv Powder Technol 2006; 17(1): 1-28.
  9. Kim S, Choi JE, Choi J, Chung KH, Park K, Yi J, et al. Oxidative stress-dependent toxicity of silver nanoparticles in human hepatoma cells. Toxicol In Vitro 2009; 23(6): 1076-84.
  10. Yoon KY, Hoon BJ, Park JH, Hwang J. Susceptibility constants of Escherichia coli and Bacillus subtilis to silver and copper nanoparticles. Sci Total Environ 2007; 373(2-3): 572-5.
  11. Pan Y, Neuss S, Leifert A, Fischler M, Wen F, Simon U, et al. Size-dependent cytotoxicity of gold nanoparticles. Small 2007; 3(11): 1941-9.
  12. Braydich-Stolle L, Hussain S, Schlager JJ, Hofmann MC. In vitro cytotoxicity of nanoparticles in mammalian germline stem cells. Toxicol Sci 2005; 88(2): 412-9.
  13. AshaRani PV, Low Kah MG, Hande MP, Valiyaveettil S. Cytotoxicity and genotoxicity of silver nanoparticles in human cells. ACS Nano 2009; 3(2): 279-90.
  14. Turrens JF. Mitochondrial formation of reactive oxygen species. J Physiol 2003; 552(Pt 2): 335-44.
  15. Boonstra J, Post JA. Molecular events associated with reactive oxygen species and cell cycle progression in mammalian cells. Gene 2004; 337: 1-13.
  16. Foldbjerg R, Olesen P, Hougaard M, Dang DA, Hoffmann HJ, Autrup H. PVP-coated silver nanoparticles and silver ions induce reactive oxygen species, apoptosis and necrosis in THP-1 monocytes. Toxicol Lett 2009; 190(2): 156-62.
  17. Bernard V, Mornstein V, Jaros J, Sedlackova M, Skorpikova J. Combined effect of silver nanoparticles and therapeutical ultrasound on ovarian carcinoma cells A2780. Journal of Applied Biomedicine 2014; 12(3): 137-45.
  18. Hussain SM, Hess KL, Gearhart JM, Geiss KT, Schlager JJ. In vitro toxicity of nanoparticles in BRL 3A rat liver cells. Toxicol In Vitro 2005; 19(7): 975-83.
  19. Arora S, Jain J, Rajwade JM, Paknikar KM. Cellular responses induced by silver nanoparticles: In vitro studies. Toxicol Lett 2008; 179(2): 93-100.
  20. Mukherjee SG, O'Claonadh N, Casey A, Chambers G. Comparative in vitro cytotoxicity study of silver nanoparticle on two mammalian cell lines. Toxicol In Vitro 2012; 26(2): 238-51.
دوره 34، شماره 389 - شماره پیاپی 389
مرداد و شهریور 1395
صفحه 763-768
  • تاریخ دریافت: 15 دی 1394
  • تاریخ بازنگری: 04 فروردین 1402
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401
  • تاریخ اولین انتشار: 17 فروردین 1401