زیست شناسی کاربردی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

براساس موضوعات

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اخبار و اعلانات

اطلاعات آماری نشریه

راهنمای نویسندگان

جهت رفع مشکل پرداخت مالی در سامانه

راهنمای ثبت نام داروان در Publons

داوران سال 1398

داوران سال 1399

داوران سال 1400

داوران سال 1401

سنتز نانو ذرات متخلخل اکسید آهن و بررسی اثرات زیستی آن بر روی سلول‌های لنفوسیتی و سلول های لوسمی میلوئیدی مزمن (562K)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، گروه زیست شناسی سلولی و مولکولی ،دانشکده علوم پایه ،دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان

2 دانشیارگروه زیست شناسی سلولی و مولکولی دانشکده علوم پایه ،دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجا ن

3 استادیار گروه ز زیست شناسی سلولی و مولکولی، دانشکده علوم پایه ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجا ن

4 استادیار گروه نانوتکنولوژی، دانشکده علوم پیشرفته، دانشکده پزشکی ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران

5 استادیار گروه زیستشناسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد پرند

چکیده

نانو ذرات اکسید آهن متخلخل کاربردهای مختلفی در صنایع پزشکی و دارویی دارند بنابراین بررسی اثرات آن‌ها روی سلول‌های سرطانی بسیار مهم می‌تواند باشد. بر این اساس، هدف از این مطالعه سنتز نانو ذرات اکسید آهن متخلخل و مقایسه تأثیر آن‌ها بین سلول‌های لنفوسیتی و سلول‌های لوسمی میلوئیدی مزمن (562K) است. نانو ذرات اکسید آهن متخلخل توسط روش هیدروترمال ساخته شد و توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری موردبررسی قرار گرفتند اثر غلظت‌های مختلف از این نانو ذرات بر روی سلول‌های لنفوسیتی و سلول‌های لوسمی میلوئیدی مزمن
(562K) با به‌کارگیری آزمون MTT و تجزیه‌وتحلیل فلوسایتومتری بررسی شد؛ مطالعه های پراش اشعه X ، میکروسکوپ الکترونی عبوری و هیستوگرام پراکندگی نور پویا((Dynamic light scattering ساخته‌شدن نانو ذرات اکسید آهن متخلخل را تائید کرد. این نتایج نشان داد نانو ذرات به شکل کروی با قطر متوسط حدود 100 نانومتر می‌باشند؛ نتایج آزمون MTT آشکار کرد که نانو ذرات اکسید آهن متخلخل باعث کاهش حیات سلول‌ها وابسته به دوز می‌شوند، این سمیت در سلول‌های لوسمی میلوئیدی مزمن نسبت به سلول‌های لنفوسیتی بیشتر بود. پس از مشخص شدن غلظت 50IC نانو ذرات اکسید آهن متخلخل، تجزیه‌وتحلیل فلوسایتومتری به‌منظور بررسی مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلولی (آپوپتوزیس) بر روی سلول‌های لنفوسیتی و سلول‌های لوسمی میلوئیدی مزمن ؛ در مقایسه با سلول‌های بدون تیمار( کنترل)، انجام پذیرفت. میزان مرگ برنامه‌ریزی‌شده و نکروز در سلول‌های لوسمی میلوئیدی مزمن تیمار شده توسط نانو ذرات اکسید آهن متخلخل نسبت به سلول‌های لنفوسیتی به‌مراتب بیشتر بود. می‌توان استنباط کرد که نانو ذرات اکسید آهن متخلخل به‌عنوان عوامل ضد سرطان محتمل استفاده شوند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Mesoporous iron oxide nanoparticle synthesis: Study of its biological effects on lymphocytes and chronic myelogenous leukemia cells K562

نویسندگان [English]

  • Masoumeh Mehrabi 1
  • Mohammad Faezi Ghasemi 2
  • Behnam Rasti 3
  • Mojtaba Falahati 4
  • Amir Mirzaie 5

1 PhD Student, Department of Cellular and Molecular Biology, Faculty of Basic Sciences, Islamic Azad University, Lahijan Branch

2 Associate Professor, Department of Cellular and Molecular Biology, Faculty of Basic Sciences, Islamic Azad University, Lahijan Branch

3 Assistant Professor, Department of Cellular and Molecular Biology, Faculty of Basic Sciences, Islamic Azad University, Lahijan

4 Assistant Professor, Department of Nanotechnology, Faculty of Advanced Sciences, Faculty of Medicine, Islamic Azad University, Tehran Branch

5 Assistant Professor, Department of Biology, Islamic Azad University, Parand Branch

چکیده [English]

Mesoporous iron oxide nanoparticles (MIONPs) have various applications in the medical and pharmaceutical industries. Therefore, investigating their effects on cancer cells could be of great essence. Accordingly, the aim of this study was to synthesize MIONPs and to compare their effect between lymphocytes and chronic myeloid leukemia cells (K562). MIONPs were made by the hydrothermal method and examined by scanning and transmission electron microscopy. The effects of different concentrations of MIONPs on lymphocytes and chronic myeloid leukemia cells (K562) were then investigated using MTT and flow cytometry (FCM) approaches. X-ray diffraction, transmission electron microscope, and dynamic light scattering (DLS) analysis verified the synthesis of MIONPs. The results showed that the nanoparticles were spherical in shape with an average diameter of about 100 nanometres. The results of the MTT test showed that the MIONPs reduced the life of the cells in a dose-dependent manner, although this toxicity was higher for the chronic myeloid leukemia cells (K562) compared to the lymphocytes. After the determination of IC50 concentration for MIONPs, flow cytometry was performed to investigate the programmed cell death (apoptosis) on chronic myeloid leukemia and lymphocytes cells.The rate of programmed death and necrosis in chronic myeloid leukemia cells treated with MIONPs was much higher than in lymphocytes. As a result, it can be concluded that porous iron oxide nanoparticles can be used as a possible anti-cancer agents.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chronic myelogenous leukemia cells (K562)
  • lymphocyte cells
  • flow cytometry
  • programmed cell death
  • Mesoporous iron oxide nanoparticles
مراجع
Anbouhi, T. S., Esfidvajani, E. M., Nemati, F., Haghighat, S., Sari, S., Attar, F., Falahati, M. (2019). Albumin binding, anticancer and antibacterial properties of synthesized zero valent iron nanoparticles. International journal of nanomedicine, 14, 243.
Behzadi, E., Sarsharzadeh, R., Nouri, M., Attar, F., Akhtari, K., Shahpasand, K., & Falahati, M. (2019). Albumin binding and anticancer effect of magnesium oxide nanoparticles. International journal of nanomedicine, 14, 257.
Benyettou, F., Ocadiz Flores, J. A., Ravaux, F., Rezgui, R., Jouiad, M., Nehme, S. I., Trabolsi, A. (2016). Mesoporous γ‐iron oxide nanoparticles for magnetically triggered release of doxorubicin and hyperthermia treatment. Chemistry–A European Journal, 22(47), 17020-17028.
Chen, M., Xiong, F., Ma, L., Yao, H., Wang, Q., Wen, L., Chen, S. (2016). Inhibitory effect of magnetic Fe3O4 nanoparticles coloaded with homoharringtonine on human leukemia cells in vivo and in vitro. International journal of nanomedicine, 11, 4413.
Fard, J. K., Jafari, S., & Eghbal, M. A. (2015). A review of molecular mechanisms involved in toxicity of nanoparticles. Advanced pharmaceutical bulletin, 5(4), 447.
Feng, Q., Liu, Y., Huang, J., Chen, K., Huang, J., & Xiao, K. (2018). Uptake, distribution, clearance, and toxicity of iron oxide nanoparticles with different sizes and coatings. Scientific reports, 8(1), 1-13.
Gao, L., Fan, K., & Yan, X. (2017). Iron oxide nanozyme: a multifunctional enzyme mimetic for biomedical applications. Theranostics 7 (13): 3207–3227.
Gobbo, O. L., Sjaastad, K., Radomski, M. W., Volkov, Y., & Prina-Mello, A. (2015). Magnetic nanoparticles in cancer theranostics. Theranostics, 5(11), 1249.
Gupta, A. K., & Gupta, M. (2005). Synthesis and surface engineering of iron oxide nanoparticles for biomedical applications. Biomaterials, 26(18), 3995-4021.
Hao, C., Xu, G., Feng, Y., Lu, L., Sun, W., & Sun, R. (2017). Fluorescence quenching study on the interaction of ferroferric oxide nanoparticles with bovine serum albumin. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 184, 191-197.
Hong, S. C., Lee, J. H., Lee, J., Kim, H. Y., Park, J. Y., Cho, J., Han, D.-W. (2011). Subtle cytotoxicity and genotoxicity differences in superparamagnetic iron oxide nanoparticles coated with various functional groups. International journal of nanomedicine, 6, 3219.
Huang, K.-J., Wu, S.-R., & Shieh, D.-B. (2017). Zero-valent iron nanoparticles inhibited head and neck cancer cells growth: a pilot evaluation and mechanistic characterization. Free Radical Biology and Medicine, 108, S39.
Huber, D. L. (2005). Synthesis, properties, and applications of iron nanoparticles. Small, 1(5), 482-501.
Kanwar, J. R., Kamalapuram, S. K., Krishnakumar, S., & Kanwar, R. K. (2016). Multimodal iron oxide (Fe3O4)-saturated lactoferrin nanocapsules as nanotheranostics for real-time imaging and breast cancer therapy of claudin-low, triple-negative (ER-/PR-/HER2-). Nanomedicine, 11(3), 249-268.
Nel, A. E., Mädler, L., Velegol, D., Xia, T., Hoek, E. M., Somasundaran, P., Thompson, M. (2009). Understanding biophysicochemical interactions at the nano–bio interface. Nature materials, 8(7), 543-557.
Nosrati, H., Salehiabar, M., Davaran, S., Danafar, H., & Manjili, H. K. (2018). Methotrexate-conjugated L-lysine coated iron oxide magnetic nanoparticles for inhibition of MCF-7 breast cancer cells. Drug development and industrial pharmacy, 44(6), 886-894.
Ostroverkhov, P., Semkina, A., Naumenko, V., Plotnikova, E., Melnikov, P., Abakumova, T., Abakumov, A. (2019). Synthesis and characterization of bacteriochlorin loaded magnetic nanoparticles (MNP) for personalized MRI guided photosensitizers delivery to tumor. Journal of colloid and interface science, 537, 132-141.
Rao, J. P., Gruenberg, P., & Geckeler, K. E. (2015). Magnetic zero-valent metal polymer nanoparticles: Current trends, scope, and perspectives. Progress in Polymer Science, 40, 138-147.
Riviere, C., Roux, S., Tillement, O., Billotey, C., & Perriat, P. (2006). Nano-systems for medical applications: biological detection, drug delivery, diagnosis and therapy. Annales de Chimie. Science des Materiaux (Paris), 31(3), 351-367.
Roudbaneh, S. Z. K., Kahbasi, S., Sohrabi, M. J., Hasan, A., Salihi, A., Mirzaie, A., Aziz, F. M. (2019). Albumin binding, antioxidant and antibacterial effects of cerium oxide nanoparticles. Journal of Molecular Liquids, 296, 111839.
Santhosh, P. B., & Ulrih, N. P. (2013). Multifunctional superparamagnetic iron oxide nanoparticles: promising tools in cancer theranostics. Cancer letters, 336(1), 8-17.
Shen, L., Li, B., & Qiao, Y. (2018). Fe3O4 nanoparticles in targeted drug/gene delivery systems. Materials, 11(2), 324.
Shieh, D.-B., Yang, L.-X., Lee, W.-T., Huang, K. J., Wu, Y.-N., Su, W.-C., Tsang, B. (2017). Zero-valent iron based nanoparticles selectively inhibit cancerous cells through mitochondria-mediated autophagy. Paper presented at the 2017 IEEE 17th International Conference on Nanotechnology (IEEE-NANO).
Soenen, S. J., Himmelreich, U., Nuytten, N., & De Cuyper, M. (2011). Cytotoxic effects of iron oxide nanoparticles and implications for safety in cell labelling. Biomaterials, 32(1), 195-205.
Song, L., Huang, C., Zhang, W., Ma, M., Chen, Z., Gu, N., & Zhang, Y. (2016). Graphene oxide-based Fe2O3 hybrid enzyme mimetic with enhanced peroxidase and catalase-like activities. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 506, 747-755.
Stroh, A., Zimmer, C., Gutzeit, C., Jakstadt, M., Marschinke, F., Jung, T., Grune, T. (2004). Iron oxide particles for molecular magnetic resonance imaging cause transient oxidative stress in rat macrophages. Free Radical Biology and Medicine, 36(8), 976-984.
Su, Y.-L., Fang, J.-H., Liao, C.-Y., Lin, C.-T., Li, Y.-T., & Hu, S.-H. (2015). Targeted mesoporous iron oxide nanoparticles-encapsulated perfluorohexane and a hydrophobic drug for deep tumor penetration and therapy. Theranostics, 5(11), 1233.
Suri, S. S., Fenniri, H., & Singh, B. (2007). Nanotechnology-based drug delivery systems. Journal of occupational medicine and toxicology, 2(1), 16.
Tabish, T. A., Ashiq, M. N., Ullah, M. A., Iqbal, S., Latif, M., Ali, M., Iqbal, F. (2016). Biocompatibility of cobalt iron oxide magnetic nanoparticles in male rabbits. Korean Journal of Chemical Engineering, 33(7), 2222-2227.
Wang, G., Lu, Y., Hou, H., & Liu, Y. (2017). Probing the binding behavior and kinetics of silver nanoparticles with bovine serum albumin. RSC advances, 7(15), 9393-9401.
Xue, W., Liu, X.-L., Ma, H., Xie, W., Huang, S., Wen, H., Fan, H. M. (2018). AMF responsive DOX-loaded magnetic microspheres: transmembrane drug release mechanism and multimodality postsurgical treatment of breast cancer. Journal of Materials Chemistry B, 6(15), 2289-2303.
 
 
 
زیست شناسی کاربردی
دوره 34، شماره 1 - شماره پیاپی 67
اردیبهشت 1400
صفحه 148-162
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار