تأثیر تابش امواج فراصوت در ترکیب با نانوذرات طلا بر میزان کولونی‎زایی سلول‎های ‎همسایه A375 و MCF-7

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

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

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

3 استاد، گروه قارچ و انگل‌شناسی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

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

چکیده

مقدمه: پاسخ بیولوژیک سلول‎هایی که به طور مستقیم تحت‎ تابش پرتو نیستند، بلکه در مجاورت و یا در محیط سلول‎های تابش دیده قرار دارند، به عنوان اثر همسایگی پرتوی (Radiation-induced bystander effect یا RIBE) شناخته می‎شود. در مطالعات پیشین، وجود و مکانیسم RIBE ناشی از پرتوهای یونیزان بررسی شده است. به تازگی امواج فراصوت درمانی به عنوان یک روش جدید برای درمان برخی از سرطان‎ها معرفی شده است. این مسأله بیانگر ضرورت بررسی اثر همسایگی پرتوی ناشی از این روش درمانی (Ultrasound-induced bystander effect) می‌باشد. روش‌ها: جهت بررسی اثر همسایگی پرتوی ناشی از امواج فراصوت، دو رده‌ی سلولی A375 و MCF-7 درون پلیت‎های هدف و همسایه کشت داده شد. پلیت‎های هدف شامل چهار گروه شاهد (بدون مداخله)، فراصوت (تحت تابش امواج فراصوت درمانی)، نانوذره (درمان با نانوذرات طلا)، گروه فراصوت + نانوذره (تابش فراصوت در حضور نانوذرات طلا) بود و گروه‎های همسایه نیز به ترتیب دریافت‎کننده‌ی محیط کشت گروه‎های هدف بودند. به منظور بررسی القای اثر همسایگی پرتوی ناشی از امواج فراصوت، تست‎های MTT و سنجش میزان کولونی‎زایی انجام گرفت.یافته‌ها: درصد کولونی‎زایی در گروه‎های ‎همسایه‌ی دریافت‌کننده‌ی امواج فراصوت با وجود نانوذرات طلا یا بدون وجود نانوذرات طلا، کاهش معنی‌داری نسبت به گروه شاهد داشت و وجود نانوذرات طلا سبب افزایش اثر گردید. همچنین، مقدار کولونی‎زایی برای رده‌ی سلولی MCF-7 بیش از A375 بود.نتیجه‌گیری: امواج فراصوت منجر به القای اثر همسایگی پرتوی می‎شود و میزان این اثر در حضور نانوذرات طلا تشدید می‎گردد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of Ultrasound Exposure in Combination with Gold Nanoparticles on Colonization of A375 and MCF-7 Bystander Cells

نویسندگان [English]

  • Masoumeh Rezaei 1
  • Roghayeh Kamran-Samani 2
  • Seyed Hossein Hejazi 3
  • Ahmad Shanei 4
1 Department of Medical Physics, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
2 PhD in Medical Physics, Department of Medical Physics, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
3 Professor, Department of Parasitology and Mycology, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
4 Professor, Department of Medical Physics, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Background: The biological response of cells that are not directly exposed to radiation, but are in the vicinity or the environment of irradiated cells, is known as the radiation bystander effect. In previous studies, the existence and mechanism of the bystander effect induced by ionizing radiation have been investigated. Recently, ultrasound therapy was inducted as a new method for treating some cancers. Therefore, it seems necessary to evaluate the ultrasound-induced bystander effect.Methods: To investigate the ultrasound-induced bystander effect, A375 and MCF-7 cell lines were cultured in the target and bystander plates. The target plates included four groups of control (without intervention), ultrasound, gold nanoparticles, and simultaneous ultrasound treatment and gold nanoparticles. The four bystander groups received the culture medium of the target groups, respectively. MTT and colony forming units assays were performed to investigate the ultrasound induced bystander effect.Findings: The percentage of colonization in bystander groups receiving ultrasound without and with gold nanoparticles were significantly lower compared with the control group. However, the amount of colonization for the MCF-7 cell line was more than A375.Conclusion: The results showed that the ultrasound-induced bystander effect was intensified in the presence of gold nanoparticles due to.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ultrasound
  • Bystander effect
  • Gold
  • Nanoparticles
  • Colony forming units assays

مراجع

  1. Lock M, Muinuddin A, Kocha WI, Dinniwell R, Rodrigues G, D'souza D. Abscopal effects: Case report and emerging opportunities. Cureus 2015; 7(10): e344.
  2. Widel M. Bystander effect induced by UV radiation; why should we be interested? Postepy Hig Med Dosw (Online) 2012; 66: 828-37.
  3. Havaki S, Kotsinas A, Chronopoulos E, Kletsas D, Georgakilas A, Gorgoulis VG. The role of oxidative DNA damage in radiation induced bystander effect. Cancer Lett 2015; 356(1): 43-51.
  4. Widel M, Krzywon A, Gajda K, Skonieczna M, Rzeszowska-Wolny J. Induction of bystander effects by UVA, UVB, and UVC radiation in human fibroblasts and the implication of reactive oxygen species. Free Radic Biol Med 2014; 68: 278-87.
  5. Lorimore SA, Coates PJ, Wright EG. Radiation-induced genomic instability and bystander effects: Inter-related nontargeted effects of exposure to ionizing radiation. Oncogene 2003; 22(45): 7058-69.
  6. Paluch Ferszt M, Kaźmierczak U, Szefliński Z. Radiation-induced bystander effect research: literature review. Acta Physica Polonica A 2021; 139(3): 266-72.
  7. Eftekhari Z, Fardid R. The bystander effect of ultraviolet radiation and mediators. J Biomed Phys Eng 2020; 10(1): 111-8.
  8. Di X, Bright AT, Bellott R, Gaskins E, Robert J, Holt S, et al. A chemotherapy-associated senescence bystander effect in breast cancer cells. Cancer Biol Ther 2008; 7(6): 864-72.
  9. Chakraborty A, Held KD, Prise KM, Liber HL, Redmond RW. Bystander effects induced by diffusing mediators after photodynamic stress. Radiat Res 2009; 172(1): 74-81.
  10. Rezaei M, Kamran Samani R, Kazemi M, Shanei A, Hejazi SH. Induction of a bystander effect after therapeutic ultrasound exposure in human melanoma: In-vitro assay. Int J Radiat Res 2021; 19(1): 183-9.
  11. Carovac A, Smajlovic F, Junuzovic D. Application of ultrasound in medicine. Acta Inform Med 2011; 19(3): 168-71.
  12. Santos HM, Lodeiro C, Capelo-Martinez JL. The Power of Ultrasound. In: Ultrasound in chemistry: analytical applications. Hoboken, NJ: Wiley; 2008. p. 1-16.
  13. Dubinsky TJ, Cuevas C, Dighe MK, Kolokythas O, Hwang JH. High-intensity focused ultrasound: current potential and oncologic applications. AJR Am J Roentgenol 2008; 190(1): 191-9.
  14. Shibaguchi H, Tsuru H, Kuroki M, Kuroki M. Sonodynamic cancer therapy: A non-invasive and repeatable approach using low-intensity ultrasound with a sonosensitizer. Anticancer Res 2011; 31(7): 2425-9.
  15. Li L, Guan Y, Xiong H, Deng T, Ji Q, Xu Z, et al. Fundamentals and applications of nanoparticles for ultrasound-based imaging and therapy. Nano 2020; 1(3): 263-84.
  16. Canavese G, Ancona A, Racca L, Canta M, Dumontel B, Barbaresco F, et al. Nanoparticle-assisted ultrasound: A special focus on sonodynamic therapy against cancer. Chem Eng Sci 2018; 340: 155-72.
  17. Kosheleva OK, Lai TC, Chen NG, Hsiao M, Chen CH. Selective killing of cancer cells by nanoparticle-assisted ultrasound. J Nanobiotechnol 2016; 14(1): 46.
  18. Shanei A, Sazgarnia A. An overview of therapeutic applications of ultrasound based on synergetic effects with gold nanoparticles and laser excitation. Iran J Basic Med Sci 2019; 22(8): 848-55.
  19. FRENS G. Controlled Nucleation for the Regulation of the Particle Size in Monodisperse Gold Suspensions. Nat Phys Sci 1973; 241(105): 20-2.
  20. Marin A, Martin M, Liñan O, Alvarenga F, Lopez M, Fernandez L, et al. Bystander effects and radiotherapy. Rep Pract Oncol Radiother 2015; 20(1): 12-21.
  21. Huai Y, Zhang Y, Xiong X, Das S, Bhattacharya R, Mukherjee P. Gold Nanoparticles sensitize pancreatic cancer cells to gemcitabine. Cell Stress 2019; 3(8): 267-79.
  22. Kumar R, Korideck H, Ngwa W, Berbeco RI, Makrigiorgos GM, Sridhar S. Third generation gold nanoplatform optimized for radiation therapy. Transl Cancer Res 2013; 2(4).
  23. Faqihi F, Neshastehriz A, Soleymanifard S, Shabani R, Eivazzadeh N. Radiation-induced bystander effect in non-irradiated glioblastoma spheroid cells. J Radiat Res 2015; 56(5): 777-83.
  24. Kazmierczak U, Banas D, Braziewicz J, Buraczewska I, Czub J, Jaskola M, et al. Investigation of the bystander effect in CHO-K1 cells. Rep Pract Oncol Radiother 2014; 19(Suppl): S37-S41.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 29 مرداد 1400
  • تاریخ بازنگری: 11 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار