بررسی اثر درمانی تابش پرتوی ایکس 6 مگا الکترون ولت در حضور نانوذرات بر روی رده‌ی سلولی HeLa

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

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

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه فیزیک پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

3 دانشجوی دکتری، گروه فیزیک پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

4 استادیار، مرکز تحقیقات بیوفوتونیک، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

مقدمه: امروزه، استفاده از روش‌های ترکیبی برای افزایش بازده درمان جهت تخریب بافت سرطانی مورد توجه قرار گرفته است. یکی از این روش‌ها، استفاده از پرتوهای ایکس در حضور نانوذرات می‌باشد. در این پژوهش، به بررسی تأثیر تابش پرتوهای ایکس 6 مگا الکترون ولت (MV) در حضور نانوذرات طلا بر میزان مرگ سلول‌های HeLa پرداخته شد.روش‌ها: سلول‌های توموری HeLa پس از کشت به چهار گروه شامل گروه شاهد، گروه نانوذرات طلا، گروه تابش پرتوی ایکس و گروه تابش در حضور نانوذرات تقسیم شدند. در گروه شاهد، هیچ گونه مداخله‌ای انجام نشد. در گروه نانوذرات طلا، سلول‌ها با غلظت‌های 2/0، 1 و 5 میکروگرم بر میلی‌لیتر در محیط کشت به مدت 24 ساعت تیمار شدند. در گروه تابش اشعه‌ی ایکس، سلول‌ها تحت تابش پرتوی ایکس با انرژی 6 مگا الکترون ولت در دزهای 5/0، 1 و 2 گری قرار گرفتند. در گروه تابش ایکس در حضور نانوذرات، ابتدا سلول‌ها 24 ساعت توسط نانوذرات تیمار شدند و سپس، تحت تابش پرتوی ایکس تحت همان شرایط قرار گرفتند. سپس، درصد بقای سلول‌ها در گروه‌های مختلف با استفاده از روش MTT در 24 و 48 ساعت بعد از مداخله مورد سنجش قرار گرفت.یافته‌ها: درصد بقای سلول‌های HeLa در گروه پرتوی ایکس در حضور نانوذرات طلا در غلظت‌های مختلف نسبت به گروه شاهد در هر دو زمان تا 50 درصد کاهش یافت. با افزایش غلظت در یک دز مشخص، بقای سلولی می‌تواند تا 15 درصد جا به جا شود، اما در غلطت یکسان، مقدار دز 2 گری تفاوت معنی‌داری با سایر دزها داشت.نتیجه‌گیری: میزان بقای سلول‌های HeLa هنگام تابش پرتوی ایکس در حضور نانوذرات طلا، کاهش معنی‌داری داشت و می‌توان چنین نتیجه‌گیری نمود که استفاده‌ی هم‌زمان از نانوذرات طلا و اشعه‌ی ایکس، مرگ سلولی را افزایش می‌دهد و نانوذرات اثرات حساس کنندگی دارند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Therapeutic Effect of 6-MV X-Ray Radiation on HeLa Cells, in the Presence of Nanoparticles

نویسندگان [English]

  • Ahmad Shanei 1
  • Hadi Akbari-Zadeh 2
  • Hamid Fakhimikabir 3
  • Neda Attaran 4
1 Associate Professor, Department of Medical Physics, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
2 MSc Student, Department of Medical Physics, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
3 PhD Student, Department of Medical Physics, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
4 Assistant Professor, Applied Biophotonics Research Center, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Background: Today, the use of a combination methods to increase the effectiveness of treatment is considered very much. One of these methods is the use of X-rays in the presence of nanoparticles. In this study, the effect of 6-MV X-ray radiation on the viability of HeLa cells, in the presence of gold nanoparticles, was investigated.Methods: HeLa cells were cultured and divided in four groups including control, gold nanoparticle, X-ray, and X-ray in presence of gold nanoparticle. In the gold nanoparticle group, the cells were incubated with 0.2, 1, and 5 μg/ml for 24 hours. In the X-ray group, the cells were exposed to X-ray with energy of 6 MV, and doses of 0.5, 1, and 2 Gy. In the group of X-ray in presence of nanoparticles, the cells were first incubated with nanoparticles for 24 hours, and then exposed to X-ray radiation under the same conditions. The viability of cells was measured using MTT assay at 24 and 48 hours after the intervention.Findings: In the group of X-ray in the presence of nanoparticles, the viability of the HeLa cells reduced up to 50% at both 24 and 48 hours, in different concentrations. With the increase in concentration in a certain dose, cell survival could change up to 15%, but dose change was only significant in 2 Gy compared to other doses.Conclusion: The viability of the HeLa cells during X-ray radiation, in the presence of gold nanoparticles, has a significant reduction. It can be concluded that simultaneous use of gold nanoparticles and X-ray increases cell death.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanoparticles
  • X-ray therapy
  • HeLa cells

مراجع

  1. Khan FM, Gibbons JP. Khan's the physics of radiation therapy. 5th ed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams and Wilkins; 2014.
  2. Her S, Jaffray DA, Allen C. Gold nanoparticles for applications in cancer radiotherapy: Mechanisms and recent advancements. Adv Drug Deliv Rev 2017; 109: 84-101.
  3. Sperling RA, Rivera GP, Zhang F, Zanella M, Parak WJ. Biological applications of gold nanoparticles. Chem Soc Rev 2008; 37(9): 1896-908.
  4. Chang MY, Shiau AL, Chen YH, Chang CJ, Chen HH, Wu CL. Increased apoptotic potential and dose-enhancing effect of gold nanoparticles in combination with single-dose clinical electron beams on tumor-bearing mice. Cancer Sci 2008; 99(7): 1479-84.
  5. Zhang XD, Wu D, Shen X, Chen J, Sun YM, Liu PX, et al. Size-dependent radiosensitization of PEG-coated gold nanoparticles for cancer radiation therapy. Biomaterials 2012; 33(27): 6408-19.
  6. Shanei A, Tavakoli MB, Salehi H, Ebrahimi-Fard A. Evaluating the effects of ultrasound waves on MCF-7 cells in the presence of AG nanoparticles. J Isfahan Med Sch 2016; 34(389): 763-8. [In Persian].
  7. Sazgarnia A, Shanei A, Taheri AR, Meibodi NT, Eshghi H, Attaran N, et al. Therapeutic effects of acoustic cavitation in the presence of gold nanoparticles on a colon tumor model. J Ultrasound Med 2013; 32(3): 475-83.
  8. Sazgarnia A, Shanei A, Meibodi NT, Eshghi H, Nassirli H. A novel nanosonosensitizer for sonodynamic therapy: in vivo study on a colon tumor model. J Ultrasound Med 2011; 30(10): 1321-9.
  9. Kaur H, Pujari G, Semwal MK, Sarma A, Avasthi DK. In vitro studies on radiosensitization effect of glucose capped gold nanoparticles in photon and ion irradiation of HeLa cells. Nucl Instrum Met
  10. hods Phys Res B 2013; 301: 7-11.
  11. Anshup A, Venkataraman JS, Subramaniam C, Kumar RR, Priya S, Kumar TR, et al. Growth of gold nanoparticles in human cells. Langmuir 2005; 21(25): 11562-7.
  12. Khoei S, Mahdavi SR, Fakhimikabir H, Shakeri-Zadeh A, Hashemian A. The role of iron oxide nanoparticles in the radiosensitization of human prostate carcinoma cell line DU145 at megavoltage radiation energies. Int J Radiat Biol 2014; 90(5): 351-6.
  13. Kong T, Zeng J, Wang X, Yang X, Yang J, McQuarrie S, et al. Enhancement of radiation cytotoxicity in breast-cancer cells by localized attachment of gold nanoparticles. Small 2008; 4(9): 1537-43.
  14. Khoshgard K, Hashemi B, Arbabi A, Rasaee MJ, Soleimani M. Radiosensitization effect of folate-conjugated gold nanoparticles on HeLa cancer cells under orthovoltage superficial radiotherapy techniques. Phys Med Biol 2014; 59(9): 2249-63.
  15. Chithrani DB, Jelveh S, Jalali F, van Prooijen M, Allen C, Bristow RG, et al. Gold nanoparticles as radiation sensitizers in cancer therapy. Radiat Res 2010; 173(6): 719-28.
  16. Liu Y, Liu X, Jin X, He P, Zheng X, Dai Z, et al. The dependence of radiation enhancement effect on the concentration of gold nanoparticles exposed to low- and high-LET radiations. Phys Med 2015; 31(3): 210-8.
  17. Jain S, Coulter JA, Hounsell AR, Butterworth KT, McMahon SJ, Hyland WB, et al. Cell-specific radiosensitization by gold nanoparticles at megavoltage radiation energies. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2011; 79(2): 531-9.
  18. Rahman WN, Bishara N, Ackerly T, He CF, Jackson P, Wong C, et al. Enhancement of radiation effects by gold nanoparticles for superficial radiation therapy. Nanomedicine 2009; 5(2): 136-42.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 36، شماره 480 - شماره پیاپی 480
خرداد و تیر 1397
صفحه 530-534

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 05 خرداد 1397
  • تاریخ بازنگری: 08 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار