بررسی تأثیر امواج فراصوت در حضور نانو ذرات طلا بر میزان مرگ سلول‌های ملانوما

شانئی, احمد; برادران, میلاد; شانئی, محمد مهدی

بررسی تأثیر امواج فراصوت در حضور نانو ذرات طلا بر میزان مرگ سلول‌های ملانوما

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

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

² دانشجوی دکتری، گروه فیزیک پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

³ دانشجوی دکتری، گروه نانو مواد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

مقدمه: امروزه، اثرات زیستی و کاربردهای امواج فراصوت به خصوص در حضور نانو ذرات به سرعت در حال گسترش می‌باشد. این پژوهش، با هدف بررسی تأثیر تابش امواج فراصوت در حضور نانو ذرات طلا بر میزان مرگ سلول‌های ملانوما انجام شد.روش‌ها: سلول‌ها به 4 گروه تقسیم شدند. گروه شاهد، مورد هیچ گونه آزمایشی قرار نگرفت. در گروه نانوذرات طلا، به داخل سلول‌ها به میزان 50 میکروگرم بر لیتر نانوذرات طلا تزریق گردید. برای گروه تابش امواج فراصوت، تابش در شدت‌های 5/0، 1 و 2 وات بر سانتی‌متر مربع در مدت زمان 3 دقیقه انجام شد و در گروه تابش امواج فراصوت در حضور نانوذرات طلا، ابتدا تزریق نانوذرات طلا به میزان 50 میکروگرم بر لیتر انجام گردید و سپس، سلول‌ها به مدت 24 ساعت انکوبه شدند. پس از آن، تابش‌دهی به مدت زمان 3 دقیقه در شدت‌های مختلف انجام گردید. برای بررسی میزان زنده بودن سلول‌ها از روش 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) استفاده شد.یافته‌ها: در درصد بقای سلول‌های ملانوما در گروه فراصوت به همراه نانو ذرات طلا نسبت به گروه‌های دیگر، تفاوت معنی‌داری وجود داشت. در گروه تابش امواج فراصوت نیز میزان بقای سلول‌ها تفاوت معنی‌داری نسبت به گروه شاهد داشت.نتیجه‌گیری: استفاده‌ی هم‌زمان از نانو ذرات طلا و امواج فراصوت به دلیل افزایش پدیده‌ی حفره‌سازی، مرگ سلولی را افزایش می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of Ultrasound Waves on Melanoma Cells in Presence of Gold Nanoparticles

نویسندگان [English]

Ahmad Shanei ¹
Milad Baradaran ²
Mohammad Mahdi Shanei ³

¹ Associated Professor, Department of Medical Physics, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran

² PhD Student, Department of Medical Physics, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran

³ PhD Student, Department of Nano Materials, School of Materials Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, 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 gold nanoparticles on the melanoma cells were evaluated.Methods: The Melanoma cells were cultured and divided into 4 groups of control, gold nanoparticle, ultrasound alone and ultrasound waves at the presence of gold nanoparticle. Ultrasound irradiation at intensity of 2 W/cm2 was performed on the cells for 3 minutes.Findings: There was a significant difference in the percent of cell viability between the ultrasound + gold nanoparticles and the other groups. In addition, there was a significant difference between the ultrasound and the control groups, too.Conclusion: Results of this study reveal that ultrasound in the presence of gold nanoparticles can be efficiently used for treatment of melanoma cells; as gold nanoparticles act as cavitation nuclei.

کلیدواژه‌ها [English]

Gold nanoparticles
Ultrasound waves
Cavitation
Melanoma cell

مراجع

Balch CM, Soong SJ, Gershenwald JE, Thompson JF, Reintgen DS, Cascinelli N, et al. Prognostic factors analysis of 17,600 melanoma patients: validation of the American Joint Committee on Cancer melanoma staging system. J Clin Oncol 2001; 19(16): 3622-34.
Pawlik TM, Sondak VK. Malignant melanoma: current state of primary and adjuvant treatment. Crit Rev Oncol Hematol 2003; 45(3): 245-64.
Garbe C, Peris K, Hauschild A, Saiag P, Middleton M, Spatz A, et al. Diagnosis and treatment of melanoma. European consensus-based interdisciplinary guideline—Update 2012. Eur J Cancer 2012; 48(15): 2375-90.
Sabel MS, Sondak VK. Pros and cons of adjuvant interferon in the treatment of melanoma. Oncologist 2003; 8(5): 451-8.
Shanei A, Sazgarnia A, Hassanzadeh-Kayyat M, Eshghi H, Soudmand S, Attaran Kakhki N. Evaluation of sonochemiluminescence in a phantom in the presence of Protoporphyrin IX conjugated to nanoparticles. Iran J Med Phys 2012; 9(1): 41-50.
Farny CH, Wu T, Holt G, Murray TW, Roy RA. Nucleating cavitation from laser-illuminated nano-particles. J Acoust Soc Am 2005; 6(3): 138-43.
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.
Tuziuti T, Yasui K, Sivakumar M, Iida Y, Miyoshi N. Correlation between acoustic cavitation noise and yield enhancement of sonochemical reaction by particle addition. J Phys Chem A 2005; 109(21): 4869-72.
Shanei A, Sazgarnia A, Tayyebi MN, Eshghi H, Hassanzadeh-Khayyat M, Esmaily H, et al. Sonodynamic therapy using Protoporphyrin IX conjugated to gold nanoparticles: an in vivo study on a colon tumor model. Iran J Basic Med Sci 2012; 15(2): 759-67.
Seol Y, Carpenter AE, Perkins TT. Gold nanoparticles: enhanced optical trapping and sensitivity coupled with significant heating. Opt Lett 2006; 31(16): 2429-31.
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.
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): 765-70. [In Persian].
Sazgarnia A, Shanei A, Eshghi H, Hassanzadeh-Khayyat M, Esmaily H, Shanei MM. Detection of sonoluminescence signals in a gel phantom in the presence of Protoporphyrin IX conjugated to gold nanoparticles. Ultrasonics 2013; 53(1): 29-35.
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.
Ebrahimi Fard A, Zarepour A, Zarrabi A, Shanei A, Salehi H. Synergistic effect of the combination of triethylene-glycol modified Fe3O4 nanoparticles and ultrasound wave on MCF-7 cells. J Magn Magn Mater 2015; 394: 44-9.
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.