نوع مقاله : علمی - پژوهشی
نویسندگان
- گروه زیست شناسی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
چکیده
هدف: هدف از این تحقیق، ارزیابی اثرات ضدسرطانی نانو ذرات اکسید روی با کمک ارزیابی بیان ژنهای گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز در رده سلولی سرطان پستان میباشد.
مواد و روشها:در این مطالعه ردههای سلولی سرطانی پستان (MCF-7) و نرمال (HEK293) تحت تیمار نانو ذرات اکسید روی تحت غلظتهای مختلف طی زمان 24 ساعت قرار گرفتند. درصد زندهمانی نانو ذرات بر روی ردههای سلولی سرطانی و نرمال با کمک روش رنگ سنجی MTT(3-(4, 5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide) ارزیابی شد. بیان کمی ژنها نسبت به ژن کنترل داخلی GAPDH با کمک تکنیک real time PCR بررسی شد.
نتایج:نتایج تست MTT نشان داد که نانو ذرات اکسید روی میزان زنده مانی سلولهای سرطانی را نسبت به سلولهای نرمال به طور معنی داری کاهش می دهد. همچنین، بیان ژنهای گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز بعد از تیمار با نانو ذرات به ترتیب به میزان 70/0±13/2 (100/0p < ) و 05/0±22/1 (50/0p < ) برابر نسبت به ژن کنترل داخلی افزایش یافت.
نتیجهگیری:دادههای این تحقیق نشان داد افزایش بیان ژنهای گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز به عنوان عوامل کلیدی سیستم گلوتاتیون علیه ردهی سلولی سرطانی پستان MCF-7 در حذف گونههای فعال اکسیژن با تیمار نانو ذرات اکسید روی افزایش مییابد.
تازه های تحقیق
-
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Evaluation of Glutation Peroxidase and Glutation Reductase gene expression against breast cancer cell line (MCF-7) treated with the Zinc Oxide Nanoparticles
نویسندگان [English]
- M Afshari
- SA Sadat Shandiz
- SMM Hamdi
Department of Biology, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran,Iran
چکیده [English]
Aim: The aim of the current work was to investigate the anticancer activities of Zinc Oxide nanoparticles (ZnONPs) through modulation of Glutation peroxidase and Glutationreductase gene expression in breast cancer cells.
Material and Methods: In this investigation, the breast cancer MCF-7 and normal HEK293 cell lines were treated with various concentrations of ZnONPs for overnight. Cell viability was measured using MTT(3-(4, 5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide) assay against cancer and normalcells. The quantity of Glutation peroxidase and Glutationreductase genes compared to GAPDH gene expressions were evaluated using the real time PCR method.
Results:The MTT data showed that ZnONPs significantly decreased the viability of cancer cells compared to normal cells in dose-dependent mode. Moreover, the mRNA levels of Glutation peroxidase and Glutation reductase genes was significantly increased by 2.13±0.07 (p < 0.001) and 1.22±0.05 (p < 0.05) fold, respectively, following treatment withZnONPs.
Conclusion: According to the results of this investigation, the Glutation peroxidase and Glutation reductase gene expression was the key factors of glutathione system in elimination of increasing reactive oxygen species treated with ZnONPs.
کلیدواژهها [English]
- Zinc Oxide nanoparticles
- Breast cancer
- Glutation peroxidase
- Glutation reductase
مقدمه
سرطان پستان یکی از فراوانترین سرطانهای بدخیم غیرپوستی در میان زنان تشخیص داده شده است .براساس گزارشات در سال 2018، 1/18 میلیون مورد جدید و 6/9 میلیون مرگ مرتبط با سرطان پستان مشاهده شده است که انتظار میرود تا سال 2030، تقریبا تا 26 میلیون مورد جدید ابتلا به این بیماری افزایش پیدا کند(1).
جراحی، یک راه پیشگیری برای پیشرفت سرطان پستان در زنان است. در بیمارانی که تومور پستان شناسایی میشود، از استراتژی های مختلفی مانند درمان هدفمند، هورمون درمانی، پرتودرمانی، جراحی و شیمی درمانی استفاده میشود. عواض جانبی نامطلوب درمان سرطان پستان یکی از فاکتورهای موثر در یافتن روشهای جایگزین است (2). با توجه به بالا بودن میزان زنان مبتلا به سرطان پستان و افزایش نرخ ابتلا به این سرطان در دهه اخیر، اهمیت مطالعه پیرامون این سرطان مشخص میشد. علاوه بر این روش درمان و داروهای موثر بر سرطان پستان نیز اهمیت ویژهای دارد چرا که بسیاری از بیماران پس از درمان با یک دارو یا روش خاص دچار مقاومت به آن شده و بیماری عود می نماید(3).
در سالهای اخیر نانوتکنولوژی بهعنوان یکی از اهداف بزرگ در درمان سرطانها مطرح شده است. از مزایای آن در طراحی دارو میتوان به افزایش حساسیت به رادیودرمانی، محافظت از آثار سو رادیودرمانی و افزایش سلولکشی تومورها میتوان اشاره کرد. در این میان نانو ذرات اکسید فلزات توجه زیادی را برای درمان سرطان بهخود اختصاص داده است. اکسید طبیعی فلزات در مقادیر بسیار فراوانی در طبیعت موجودند و تولید آنها هزینه زیادی ندارد، لذا پژوهش در این زمینه را بهسمت تولید فرآورده های دارویی مقرون بهصرفه پیش میبرد و فرآوری و سنتز این نانو ذرات جز کم هزینهترین دستورالعملهای سنتز میتواند باشد(4،5).نانو ذرات اکسید روی در سالهای اخیر بهدلیل اثرات آن در درمان سرطان مورد توجه ویژهای قرار گرفته است. این ترکیب بهواسطه برداشت بیشتر یونهای روی توسط سلولهای سرطانی، اثرات درمانی خود را اعمال میکند(6).
سیستم گلوتاتیون در حفاظت بدن از استرسهای اکسیداتیو نقش حیاتی دارد. این سیستم، پراکسیدهای هیدروژن حاصل از فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز بر روی یون سوپراکسید که یک گونه اکسیژن واکنش پذیر (ROS) خطرناک است را به آب تبدیل میکند. گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز آنزیمهایی هستند که در این چرخه نقش حیاتی داشته و بیان ژنهای آنها در صورت بالارفتن ROSها و قرار گرفتن بدن در حالت استرس اکسیداتیو بالا میرود. استرس اکسیداتیو القا شده با گونههای فعال اکسیژن باعث القای آپوپتوزیس در سلولهای سرطانی و غیرسرطانی و از بین رفتن آنها میشود(7و8).
در این تحقیق با توجه به احتمال عوارض نامطلوب نانواکسید روی بر روی سلولهای غیرسرطانی و نیز ضروری بودن تعیین عامل القا کننده آپوپتوزیس ناشی از نانواکسید روی، به بررسی میزان بیان ژنهای گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز در سطح mRNA که شاخصهایی از بالا رفتن ROS و استرس اکسیداتیو بوده و القا کننده آپوپتوزیس میباشد، پرداخته می شود.
مواد و روشها
تهیه نانو ذرات اکسید روی:در این تحقیق نانو ذرات اکسید روی (ZnONPs) خریداری شده از شرکت پیشگامان نانومواد ایرانیان با اندازه بین 10 تا 30 نانومتر و 99 درصد خلوص از شرکت آمریکایی US Research Nanomaterialsبود. ارزیابی ریخت شناسی و اندازه نانو ذرات با کمک میکروسکوپی الکترونی گذاره (TEM) مدلZeiss-EM10C-100 KVساخت کشور آلمان مورد بررسی قرار گرفت (شکل 1).
شکل1: میکروگراف میکروسکوپی الکترونی گذاره (TEM) از نانو ذرات اکسید روی استفاده شده در این پژوهش
کشت سلولی: در این تحقیق از دو ردهی سلولی سرطان پستان MCF-7و ردهی سلولی نرمال HEK293استفاده شد که از انستیتو پاستور ایران تهیه شد. محیط کشت RPMI1640 مکمل شده با 10 درصد سرم FBS برای کشت سلولی مورد استفاده قرار گرفت و در دمای 37 درجه سانتیگراد، 5 درصد دیاکسید کربن و 95 درصد رطوبت انکوباتور تیمار شد. درصد سلولهای زنده با رنگ آمیزی سلول توسط تریپان بلو تعیین شد. هنگامی که تعداد سلولها در داخل فلاسک به تراکم در حدود 80 درصد رسید، پاساژ داده شدند.
آزمون MTT: روش رنگ سنجی MTT یکی از آزمونهایی است که براساس احیا شدن و شکسته شدن کریستالهای زرد رنگ تترازولیوم بهوسیله آنزیم سوکسینات دهیدروژناز و تشکیل کریستالهای آبی رنگ نامحلول انجام میشود. ارزیابی زیستایی سلولهای سرطانی و نرمال مورد بررسی قرار گرفت. بعد از کشت سلولی، سوسپانسیون سلولی (104 سلول در هر میلیلیتر) در میکروپلیتهای 96 خانه کاشته شدند و بهمدت 24ساعت در انکوباتورCO2دار و دمای 37 درجه سانتیگراد تیمار شدند. سپس غلظتهای مختلف تهیه شده از نانو ذرات اکسید روی به چاهکهای حاوی سلولها افزوده شد. از محیط کشت حاوی یک درصد DMSO (دیمتیل سولفوکساید) بدون تیمار نانو بهعنوان کنترل منفی استفاده شد. چاهکهای حاوی سلول و نانو ذرات بهمدت 24 ساعت انکوبه شدند. سپس 20 میکرولیتر محلول MTT (سیگما آلدریج، آلمان) (5 میلیگرم بر میلیلیتر) بههر چاهک اضافه شد و بهمدت 3 ساعت دیگر انکوبه شد. بههر چاهک 100 میکرولیتر محلول DMSO اضافه شد و برای حل کردن رسوب بنفش MTT، پلیت کشت بهمدت 10 دقیقه تکان داده شد. سپس توسط قرائت گرالایزا جذب نوری نمونهها در طول موج 570 نانومتر اندازهگیری شد (9). درصد میزان زندهمانی سلولها نیز از فرمول زیر محاسبه شد:
ODT : جذب نوری سلولهای تیمار شده با نانو ذرات اکسید روی؛
ODC : جذب نوری سلولهای تیمار شاهد.
غلظتی از ترکیبات مورد آزمایش که درصد حیات سلولی را به نصف تقلیل دهد، بهعنوان IC50 در نظر گرفته شد.
ارزیابی بیان ژن های گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز با کمک تکنیک :Real time PCRاستخراج RNA کل سلولی با کشت تعداد 106×1 سلول انجام گرفت. پس از تیمار با نانو ذرات اکسید روی، پلیتها در انکوباتور CO2دار با دمای 37 درجه سانتیگراد انجام گرفت. استخراج RNA با کیفیت و کمیت مناسب از سلولها با کمک کیت استخراج RNA شرکت ترنس، مطابق دستورالعمل شرکت سازنده انجام گرفت. غلظت تمامی RNAهای استخراج شده با استفاده از دستگاه بایوفتومتر کمپانی شرکت اپندورف با طول موج A260/A230 مورد بررسی قرار گرفت.
بهمنظور سنتز cDNA، از مولکولهای RNA استخراج شده با کمک دستورالعمل کیت شرکت فرمنتازRevert AidTM First Strand cDNA Synthesis محصول کشور آمریکا استفاده شد. مخلوط واکنش PCR شامل 5/0 میکرولیتر پرایمر هگزامر تصادفی، 5 میکرولیتر بافر واکنش5x، یک میکروگرم RNA، 5/0 میکرولیتر پرایمر الیگو (dT)، یک میکرولیتر مهارکننده آنزیم RNase (20 واحد در میکرولیتر)، 1 میکرولیتر آنزیم M-MulV، دو میکرولیتر مخلوط داکسی نوکلئوتید تریفسفات (10 میلیمولار)، و آب عاری از آنزیمDNase (تا حجم نهایی 20 میکرولیتر) بههر لوله اضافه شد. نمونهها بهمدت 5 دقیقه در 65 درجه سانتیگراد قرارداده شد. سپس بلافاصله در یخ گذاشته شد. لولهها بهمدت 1 ساعت در 42 درجه سانتیگراد قرار داده شدند.
جهت طراحی پرایمرهای مورد استفاده از پایگاه اینترنتی www.ncbi.nlm.nih.gov استفاده شد (جدول 1). توالی پرایمرهای طراحی شده با استفاده از نرم افزار BLAST در توالی ژنوم انسان جستجو شد تا از ویژگی توالی و یکتا بودن محل اتصال آنها اطمینان حاصل شود.در این پژوهش از ژن گلیسرآلدهیدفسفات دهیدروژناز (GAPDH) بهعنوان کنترل داخلی استفاده شد.
جدول 1: آغازگرهای استفاده شده برای این پژوهش
ژن ها |
پرایمرها |
|
|
گلوتاتیون پراکسیداز |
ˈ F:3- AGAAGTGCGAGGTGAACGGT ˈ5 |
|
|
|
ˈR:3- CGATGTCAATGGTCTGGAAGCˈ 5 |
|
|
گلوتاتیون ردوکتاز |
ˈF:3- CCTTCTTTGGTGGCAATTCTATCT ˈ5 |
|
|
|
ˈR:3- CCCCTTCAGAGCCCATAGTCA ˈ5 |
|
|
GAPDH |
ˈF:3- AAGGGCCCTGACAACTCTTT ˈ5 |
|
|
|
ˈR:3- CTCCCCTCTTCAAGGGGTCT ˈ5 |
|
|
روش کمیت سنجی ژنها با کمک دستگاه RealTime PCR مدل ABI 7300 (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA) انجام گرفت. محلول واکنش شامل 5 میکرولیتر cDNA، 5/12میکرولیتر مخلوط واکنش PCR حاوی سایبرگرین (SYBER-Green PCR Master Mix)، 1 میکرولیتر از هر پرایمر جلویی و برگشتی و 5/5 میکرولیتر آب مقطر دیونیزه فاقد نوکلئاز بود. همچنین برنامه زمانی-گرمایی دستگاه برای تکثیر ژنها شامل بازشدن اولیه DNA در دمای 95 درجه سانتیگراد بهمدت 30 ثانیه و واسرشتگی در دمای 95 درجه سانتیگراد به مدت 20 ثانیه طی تکرار 40 چرخه، اتصال پرایمرها به DNA الگو 62 درجه سانتیگراد بهمدت 60 ثانیه و طویل شدن رشته الگو در مدت زمان 30 ثانیه در دمای 72 درجه سانتیگراد انجام شد. پس از انجام واکنش PCR، اختلاف چرخه آستانه (Ct) سلولهای تیمار شده و تیمار نشده با نانو ذرات بهدست آمد. همچنین با استفاده از فرمول DDCt، نسبت ژن هدف به ژن مرجع از طریق فرمول 2-DDCt محاسبه شد.
تحلیل آماری
دادههای این تحقیق با کمک نرم افزار SPSS ویرایش 22 مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند. آنالیز آماری دادهها از آزمون T استفاده شد و 05/0p< بهعنوان سطح معنیداری مورد استفاده قرار گرفت.
نتایج
بررسی ریختشناسی اثر نانو ذرات اکسید روی با کمک میکروسکوپ در رده سلولی سرطانی پستان MCF-7 مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ریخت شناسی حاصل از اثر نانو ذرات بر روی ردهی سلولی MCF-7نشان داد که تعداد و اندازه سلولهای تحت تیمار در مقایسه با گروه کنترل کاهش یافته است، که نشان دهنده اثرات توکسیک نانو ذرات بود. در شکل 2 نشان داده شده که با اثر نانو ذرات، علاوه بر کاهش تعداد سلولها، تغییراتی مانند کاهش سیتوپلاسم سلولی نیز مشاهده میشود.
الف)
ب)
شکل 2: بررسی ریخت شناسی اعمال اثر سمیت نانو ذرات اکسید روی با کمک میکروسکوپ: سلولهای ردهی سرطان پستان MCF-7 قبل از تیمار (الف) و بعد از تیمار 24 ساعت با نانو ذرات اکسید روی(ب).
بهمنظور بررسی اثر سمیت نانو ذرات اکسید روی ابتدا سلولها کشت داده شدند و با غلظتهای مختلف از نانو ذرات تیمار شدند. بعد ازگذشت 24 ساعت میزان زندهمانی سلولها با کمک آزمون MTT مورد ارزیابی قرار گرفت.
طبق نمودار1نتایج سمیت بهدست آمده برای رده سلولی MCF-7 حاکی از آن است که نانو ذرات اکسید روی پس از بازه زمانی24ساعت در غلظتهای 125، 250 و 500 میکروگرم در میلیلیتر دارای اثرکاهندهای بر بقای سلولی در رده سلولی MCF-7دارند.
نمودار 1: درصد زنده مانی سلولها در رده سلولی سرطانی پستان MCF-7. نتایج بهصورت درصد بقا در مقایسه با نمونههای کنترل گزارش شده است(*:05/0p<، **: 01/0p<، ***: 001/0p<،n=3).
بهطوریکه غلظت500میکروگرم از نانو ذرات باعث مرگ بیش از 60 درصد از سلولهایMCF-7 شد و از لحاظ آماری معنیدار بوده است (001/0p<) این درحالی بود که در تمامی غلظتهای نانو ذرات بر روی ردهی سلولی نرمال HEK293نسبت به گروه کنترل اختلاف معنیداری نشان نداد (نمودار 2).
نمودار 2: درصد زندهمانی سلولها در رده سلولی نرمال HEK293. نتایج بهصورت درصد بقا در مقایسه با نمونههای کنترل گزارش شده است
بررسی میزان بقا سلولی با استفاده از روش MTT نشان داد که نانو ذرات اکسید روی رشد سلولهای MCF-7 را بهصورت وابسته به دوز کاهش میدهد. بهمنظور تایید اینکه آیا قطعات ژنی بهصورت اختصاصی، بدون آلودگی و دایمر پرایمر تکثیر شده است، از آنالیز منحنی ذوب استفاده شد. طبق نمودار 3 وجود تنها یک پیک برای ژنهای گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز در دمای ذوب ویژه آنها، تاییدکننده اختصاصی بودن محصول تکثیر واکنش میباشد.
نمودار 3: منحنی ذوب ژنهای گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز . وجود یک نقطه حداکثری که عدم اتصال پرایمر دایمر و خلوص بالای واکنشها را تایید میکند. الگوی منحنی ذوب ژن گلوتاتیون پراکسیداز (نمودار راست) در دمای 5/82 درجه سانتیگراد نشان میدهد. همچنین الگوی منحنی ذوب ژن گلوتاتیون ردوکتاز (نمودار چپ) در دمای 4/82 درجه سانتیگراد نشان میدهد. محور افقی دما و محور عمودی مشتق سیگنال فلئورسانت را نشان میدهد.
تغییر در بیان ژنهای گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز در سلولهای MCF-7 تیمار شده با نانو ذرات اکسید روی با استفاده از روش real time PCR بعد از 24 ساعت مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین ترتیب نسبت بیان ژنهای گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز به ژن کنترل داخلی در رده سلولی بهترتیب بهمیزان 07/0±13/2(001/0p<) و 05/0±22/1(05/0p<) برابر افزایش یافت که نشان دهنده تاثیر مثبت نانو ذرات در افزایش بیان ژنها میباشد.
(الف)
(ب)
نمودار4: میزان بیان ژنهای گلوتاتیون پراکسیداز (الف) و گلوتاتیون ردوکتاز (ب) نسبت به گروه کنترل.
بحث
امروزه، شیمی درمانی یکی از بیشترین روشهای درمان است که برای جلوگیری از پیشرفت سرطانها مورد استفاده قرار گرفته است، که دارای اثرات جانبی تهدید کننده برای بیمار بوده و از طرفی منجر به مقاومت دارویی، شکست درمان و اثر بخشی کم بر گسترش سلولهای سرطانی مقاوم به دارو میشود (10). از طرفی، اثرات ضدسرطانی ترکیبات نانو ذرات اکسید روی در سال های اخیر بهدلیل اثرات آن در درمان مشخص شده است.
نتایج حاصل از آزمون MTT سلولهای ردهی MCF-7این تحقیق نشان داد که نانو ذرات اکسید روی علیه این سلولها سمی و کشنده بوده و هر چقدر که غلظت این ترکیب بیشتر میشود، میزان بقای سلولها کاهش مییابد. در مقابل این ترکیب برای سلولهای نرمال، سمی و کشنده نیست. این تفاوت سمیت در سلولهای سرطانی و نرمال نشان دهندهی تفاوت نفوذ نانواکسید روی توسط این سلولهاست. این موضوع در تحقیقات مشابه مورد اشاره و حتی اثبات شده است. برای مثال میتوان به تحقیق پاتل و همکاران (11)اشاره نمود. آنها میزان برداشت نانو ذرات اکسید روی توسط سلولها و نیز در مراحل مختلف چرخه سلولی بررسی کردند و دریافتند برداشت یونهای نانو ذرات اکسید روی توسط سلولهای سرطانی بهطور چشمگیری بیشتر از سلولهای نرمال است.
طی تحقیقی که اختر و همکاران (6) انجام دادند مشخص شد که نانو ذرات اکسید روی باعث القای آپوپتوزیس در سلولهای سرطانی کبد انسانی HepG2 میشود. آنها نشان دادند اثر نانو ذرات اکسید روی بر روی افزایش بیان ژنهای P53 و bax میشود. همچنین نشان دادند که ROS منجر به این تاثیرات میشود.
هاو و همکاران (12)بر روی اثرات تیمار سلولهای ماهی کپور با نانو ذرات اکسید روی انجام دادند و نشان دادند بیان ژنها و فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدانتی نظیر سوپراکسید دیسموتاز و گلوتاتیون پراکسیداز با افزایش غلظت نانو ذرات افزایش مییابد. این تاثیرات متعاقب تولید ROS بوده که در غلظتهای بالا میتواند باعث آپوپتوزیس و مرگ سلول شوند. همچنین شارما و همکاران (7) عنوان کردند که نانو ذرات روی باعث تولید ROSو بالا رفتن نسبت Bax به Bcl-2 و افزایش آپوپتوزیس میشود.
پژوهشهای مختلفی در رابطه با ارزیابی خواص آنتی اکسیدانتی نانو ذرات فلزی ارائه شده است. در پژوهشی که توسط دانتهال و همکاران (13)انجام گرفت، فعالیت آنتی اکسیدانتی نانو ذرات نقره سنتز شده با روش زیستی از طریق تست DPPH و ABTS مورد ارزیابی قرار گرفته و نشان دادند که در غلظتهای 12/7 و 17/16 میکروگرم بر میلی لیتر قادر به مهار 50 درصد از رادیکالهای آزاد شدند.
خاصیت آنتی اکسیدانتی نانو ذرات اکسید روی سنتز شده با روش زیستی با کمک ارزیابی جذب رادیکالهای DPPH و آنیون سوپراکسید که در غلظت 200 میکروگرم بر میلیلیتر دارای مهار 50 درصدی رادیکالهای آزاد بود (14).
تحقیقی توسط موتورامان و همکارن (15) برروی اثرات ضدسرطانی نانو ذرات روی سنتز شده با روش شیمیایی پیرولیز بود. آنها نشان دادند نانو ذرات اکسید روی منجر به افزایش ROS، پراکسیداسیون لیپیدها، کاهش گلوتاتیون، بیان ژنهای آنزیمهای آنتی اکسیدانتی و همچنین فعالیت آنزیمهای آن در سلولها میشود.
همچنین طی تحقیقی که توسط پاندورانگان و همکاران (16) پیرامون اثرات نانو ذرات اکسید روی بر روی فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدانتی و بیان mRNAها در سلولهای C2C12 و3T3-L1 انجام گرفت و مشخص شد که تیمار این سلولها با نانواکسید روی باعث کاهش سطح گلوتاتیون، افزایش ROS، پراکسیداسیون لیپیدها و مرگ تقریبا تمامی سلولها میشود.
مطالعات نشان داده است که تیمار نانواکسید روی باعث ایجاد ROS میشود و این ROSها هستند که با تخریب DNA و سایر ترکیبات حیاتی سلول باعث القا آپوپتوز در سلول میشد. ROSهای حاصل از اثرات نانو اکسید روی با کاهش پتانسیل بار غشا اندامک میتوکندری و افزایش نسبت Bax به Bcl-2 فرایند مرگ سلولی را تشدید میکنند. تولید گونههای فعال اکسیژن با روشهای مختلفی از جمله فعالسازی آبشار کاسپازی و اسفنگومیلیناز باعث خروج سیتوکروم C از غشا داخلی میتوکندری و فعالسازی مسیر داخلی آپوپتوزیس میشوند (17).
در پژوهش حاضر، اثرات سمیت غلظتهای مختلف نانو ذرات اکسید روی بر علیه رده سلولی سرطان پستان MCF-7 و سلول نرمال HEK293 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بررسی زنده ماندن رده سلولی نشان داد که پس از 24 ساعت تیمار نانو ذرات اکسید روی باعث کاهش معنیدار زنده مانی سلولهای سرطانی تحت تاثیر نانو ذرات شدند. در حالیکه در سلولهای نرمال تیمار شده با غلظتهای مختلف نانو ذرات، اختلاف معنیداری مشاهده نشد.
مطابق بیشتر پژوهشها، نانو ذرات اکسید فلزی در درمان سرطان مورد استفاده قرار گرفته شده است. نتایج این یافته نیز توانست همین عمل را نشان دهد. در این پژوهش علاوه بر سمیت نانو ذرات اکسید روی، ارزیابی بیان ژنهای گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز در ردهی سلولی MCF-7انجام گرفت که به طور معنی داری افزایش نشان داد. فعالیت سیستم گلوتاتیون با افزایش میزان ROS افزایش مییابد تا با حذف آنها از آسیب بیشتر به سلولها جلوگیری کند. بنابراین، افزایش فعالیت سیستم گلوتاتیون وابسته به افزایش فعالیت آنزیمهای گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز بهعنوان مارکری برای افزایش تولید ROSمیتواند مورد توجه قرار گیرد.
نتیجهگیری
در این پژوهش اثرات ضدتوموری نانو ذرات اکسید روی در افزایش بیان ژنهای گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتازدر رده سلولی سرطانی پستانMCF-7 نشان داده شد. این افزایش بهعنوان مارکری برای افزایش تولید ROSو متعاقب آن آپوپتوزیس میباشد. بنابراین،رویکرد بالقوه دارویی نانو ذرات نیازمند توجه بیشتر در تحقیقات مدلهای حیوانی و داروسازی میباشد که میتواند جهت کمک درمانی در زمینههای مختلف درمانی از جمله سرطان باشد.
تشکر وقدردانی
این مقاله حاصل پایاننامه نویسنده اول است. بدین وسیله از دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی وتمامی افرادی که در انجام این پروژه همکاری داشتهاند، قدردانی میشد.