اثردرمانی امواج فراصوت در حضور نانوکامپوزیت‌ ترکیبی اکسید روی/طلا بر روی رده‌ی سلولی ملانوما

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری تخصصی فیزیک پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران

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

3 استادیار، گروه نانوتکنولوژی پزشکی، دانشکده علوم و فناوری‌های پزشکی، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

4 استادیار، دپارتمان مهندسی پزشکی، گروه بیومواد و بافت، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

5 دانشجوی کارشناسی ارشد،گروه مهندسی پزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

6 استاد، گروه انگل و قارچ‌شناسی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

مقاله پژوهشی




مقدمه: در درمان سرطان‌های مقاوم به پرتو مثل ملانوما، استفاده از روش‌های ترکیبی برای کاهش آسیب به بافت‌های سالم و بالا بردن بهره‌ی درمان ضروری می‌باشد. استفاده از امواج فراصوت در ترکیب با نانوذرات می‌تواند با هم‌افزایی در تولید رادیکال‌های آزاد به بالا رفتن پاسخ به درمان توسط امواج فراصوت کمک کند. نانوذرات اکسید روی با توجه به خاصیت پیزوالکتریک باعث تولید رادیکال‌های آزاد می‌شوند از طرفی نانوذرات طلا، قدرت تخریب امواج فراصوت را با کاهش شدت لازم برای حفره‌سازی بالا می‌برند که درمان سرطان با امواج فراصوت را تسهیل می‌کنند. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر درمانی امواج فراصوت در حضور نانوکامپوزیت‌ ترکیبی اکسید روی/طلا بر میزان مرگ سلولی در ملانوما انجام شد.
روش‌ها: در این مطالعه‌ی آزمایشگاهی، برای تعیین سطح رادیکال‌های آزاد تولید شده، ناشی از نانوکامپوزیت‌ ترکیبی اکسید روی/طلا با حضور و بدون تابش فراصوت از دزیمتری شیمیایی استفاده شد. همچنین سنجش میزان بقاء و آپوپتوز در سلول‌های کشت شده‌ی ملانوما، به ترتیب با تست‌های MTT و فلوسایتومتری انجام گردید.
یافته‌ها: با افزایش سطح تولید رادیکال‌های آزاد، درصد بقاء سلول‌های ملانوما درمان شده به صورت ترکیبی با نانوکامپوزیت‌ ترکیبی اکسید روی/طلا و امواج فراصوت در شدت W/cm2 2 مربع بیشترین کاهش (به میزان 20 درصد) را نشان داد که با گروه شاهد، تفاوت معنی‌داری داشت. همچنین سطح آپوپتوز ایجاد شده با حضور نانوکامپوزیت‌ ترکیبی اکسید روی/طلا افزایش معنی‌داری داشت.
نتیجه‌گیری: استفاده از امواج فراصوت در ترکیب با نانوکامپوزیت‌ ترکیبی اکسید روی/طلا می‌تواند با بالا بردن سطح رادیکال‌های آزاد در بهبود پاسخ ملانوما به درمان، نقش مؤثری ایفا کند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of Ultrasound Therapy in the Presence of Combined Zinc Oxide/Gold Nanocomposite on Melanoma Cell Line

نویسندگان [English]

  • Arman Esmailzadeh 1
  • Ahmad Shanei 2
  • Neda Attaran 3
  • Najmeh Najmoddin 4
  • Atena Shirazi 5
  • Seyed Hossein Hejazi 6
1 PhD in Medical Physics, Department of Medical Physics, School of Medicine, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
2 Professor, Department of Medical Physics, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
3 Assistant Professor, Department of Medical Nanotechnology, Applied Biophotonics Research Center, Tehran Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
4 Assistant Professor, Department of Biomedical Engineering, Tehran Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
5 Msc in Biomedical Engineering, Department of Biomedical Engineering, Tehran Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
6 Professor, Department of Parasitology and Mycology, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Background: Zinc oxide nanoparticles can produce free radicals due to their piezoelectric properties, which are needed for cancer treatment. Also, using ultrasound waves in combination with zinc oxide nanoparticles can help increase the response to sonodynamic therapy by synergistically producing free radicals. On the other hand, with gold nanoparticles as a place for cavitation in the ultrasound field, the intensity threshold required for cavitation is reduced, reducing the damage to normal cells. This study aimed to investigate the effect of sonodynamic therapy of melanoma with zinc oxide/gold nanocomposite as a sonosensitizer.
Methods: Chemical dosimetry was used to determine the level of free radicals produced due to combined zinc oxide/gold nanocomposite with and without ultrasound radiation. Also, measuring the survival and apoptosis rate in the cultured melanoma cells was done in-vitro by MTT and flow cytometry tests, respectively.
Findings: With the increase in the production of free radicals, the survival percentage of melanoma cells treated with combined zinc oxide/gold nanocomposite and ultrasound waves at an intensity of 2 W/cm2 showed the most significant decrease (by 20%) which was significantly different from the control group. Also, the apoptosis level caused by sonodynamic therapy with zinc oxide/gold nanocomposite increased significantly.
Conclusion: Using ultrasound waves in combination with zinc oxide/gold nanocomposite can play an influential role in improving the response of melanoma to treatment by raising the level of free radicals and reducing the general toxicity for non-cancerous cells by lowering the cavitation threshold.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Apoptosis
  • Gold
  • Nanoparticles
  • Melanoma
  • Ultrasonic Waves
  • Zinc Oxide

مراجع

  1. Siegel R, Miller KD, Jemal A. Cancer statistics, 2019. CA Cancer J Clin 2019; 69(1):7-34.
  2. Domingues B, Lopes JM, Soares P, Pópulo H. Melanoma treatment in review. Immunotargets Ther 2018; 7: 35-49.
  3. Bansal K, Jha CK, Bhatia D, Shekhar H. Ultrasound-enabled therapeutic delivery and regenerative medicine: Physical and biological perspectives. ACS Biomater Sci Eng 2021; 7(9): 4371-87.
  4. Shanei A, Baradaran M, Shanei MM. The effect of ultrasound waves on melanoma cells in presence of gold nanoparticles [in Persian]. J Isfahan Med Sch 2017; 34(412): 1550-5.
  5. Cai L, Liu J, Wang Y, Chen H, Ma Y, Wang Y, et al. Enhanced anti-melanoma efficacy of interferon α-2b via overexpression of ING4 by enhanced Fas/FasL-mediated apoptosis. Oncol Lett 2018; 15(6): 9577-83.
  6. Pan X, Wang H, Wang S, Sun X, Wang L, Wang W, et al. Sonodynamic therapy (SDT): a novel strategy for cancer nanotheranostics. Sci China Life Sci 2018; 61(4): 415-26.
  7. Chen X, Niu T, Gao Y, Liang X, Li S, Zhang L, et al.
    Tunable synthesis of pH-responsive biodegradable ZnO nanospheres assembled from ultrasmall particles for cancer chemotherapy. Chem Eng J 2019; 371: 443-51.
  8. Liu Y, Wang Y, Zhen W, Wang Y, Zhang S, Zhao Y, et al. Defect modified zinc oxide with augmenting sonodynamic reactive oxygen species generation. Biomaterials 2020; 251: 120075.
  9. Duan X, Liao Y, Liu T, Yang H, Liu Y, Chen Y,
    et al. Zinc oxide nanoparticles synthesized from Cardiospermum halicacabum and its anticancer activity in human melanoma cells (A375) through the modulation of apoptosis pathway. J Photochem Photobiol B 2020; 202: 111718.
  10. Fan P, Yang C, Wang L, Wang Q, Zhang Y, Zhou J, et al. ZnO nanoparticles stimulate oxidative stress to induce apoptosis of B16F10 melanoma cells: In vitroandin vivostudies. Biomed Phys Eng Express 2021; 7(6).
  11. Venkatasubbu G, Baskar R, Anusuya T, Seshan CA, Chelliah R. Toxicity mechanism of titanium dioxide and zinc oxide nanoparticles against food pathogens. Colloids Surf B Biointerfaces 2016; 148: 600-6.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 40، شماره 695
هفته 3 دی ماه
آذر و دی 1401
صفحه 917-923

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 0-235 فروردین 781
  • تاریخ بازنگری: 0-147 فروردین 781
  • تاریخ پذیرش: 0-182 فروردین 781

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار