ارزیابی اثر نانوکامپوزیت BiFe2O4@Ag بیوسنتز شده توسط Scenedesmus obliquus بر بیان ژن‌های CAD، CASP8 و p53 در رده سلولی سرطان معده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه زیست‌شناسی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران

2 استادیار گروه زیست‌شناسی، مرکز تحقیقات گیاهان دارویی، سلامت و امنیت غذایی، واحد بروجرد، دانشگاه آزاد اسلامی، بروجرد، ایران

3 دانشیار گروه زیست‌شناسی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران

10.22124/japb.2022.22631.1473

چکیده

استفاده از محصولات نانوفناوری در تشخیص و درمان انواع سرطان مورد توجه قرار گرفته است. مطالعه حاضر با هدف ساخت نانوکامپوزیت BiFe2O4 کنژوگه با نقره با استفاده از عصاره جلبک Scenedesmus obliquus و تعیین اثر آن بر زنده‌‌مانی و بیان ژن‌های آپوپتوز در سلول‌های رده سرطان معده (AGS) انجام پذیرفت. اثر ضدسرطانی نانوکامپوزیت بر سلول‌های AGS و رده نرمال (HEK293) با استفاده از آزمایش MTT بررسی شد و غلظت مهاری 50 درصد (IC50) تعیین شد. سپس، بیان ژن‌های CASP8، p53 و CAD در سلول‌های تیمار شده در مقایسه با سلول‌های شاهد با آزمایش Real Time PCR تعیین شد. نتایج نشان داد که در غلظت‌‌های 25/31 میکروگرم در میلی‌‌لیتر و بالاتر، نانوکامپوزیت BiFe2O4@Ag سبب مهار تکثیر سلول‌های سرطان معده شد. غلظت نیمه مهاری برای رده سرطانی 56 میکروگرم در میلی‌لیتر و برای رده نرمال 134 میکروگرم در میلی‌لیتر تعیین شد. همچنین، مواجهه سلول‌ها با نانوکامپوزیت ساخته شده سبب افزایش معنی‌‌دار بیان ژن‌های CASP8، p53 و CAD به ترتیب به میزان 27/3، 51/2 و 5/3 برابر شد. بر اساس نتایج این مطالعه، نانوکامپوزیت BiFe2O4@Ag از ویژگی‌ ضدسرطانی مناسبی علیه سلول‌های سرطان معده برخوردار است و فعال‌‌سازی مسیرهای سیگنالی مرگ سلولی به ‌عنوان مکانیسم مهار سلولی مطرح می‌شود.

کلیدواژه‌ها


Abdel-Fattah W.I. and Ali G.W. 2018. On the anti-cancer activities of silver nanoparticles. Journal of Applied Biotechnology and Bioengineering, 5(1): 43–46.
Ahamed M., Akhtar M.J., Khan M.M., Alrokayan S.A. and Alhadlaq H.A. 2019. Oxidative stress mediated cytotoxicity and apoptosis response of bismuth oxide (Bi2O3) nanoparticles in human breast cancer (MCF-7) cells. Chemosphere, 216: 823–831.
Alamer A., Ali D., Alarifi S., Alkahtane A., Al-Zharani M., Abdel-Daim M.M., Albasher G., Almeer R., Al-Sultan N.K., Almalik A., Alhasan A.H., Stournaras C.H.,   Hasnain S. and Alkahtani S. 2021. Bismuth oxide nanoparticles induce oxidative stress and apoptosis in human breast cancer cells. Environmental Science and Pollution Research, 28(6): 7379–7389.
Awasthi R., Roseblade A., Hansbro P.M., Rathbone M.J., Dua K. and Bebawy M. 2018. Nanoparticles in cancer treatment: Opportunities and obstacles. Current Drug Targets, 19(14): 1696–1709.
Canaparo R., Foglietta F., Limongi T. and Serpe L. 2020. Biomedical applications of reactive oxygen species generation by metal nanoparticles. Materials, 14(1): 53–67.
Dadashi S., Delavari H. and Poursalehi R. 2015. Optical properties and colloidal stability mechanism of bismuth nano-particles prepared by Q-switched Nd: Yag laser ablation in liquid. Procedia Materials Science, 11: 679–83.
Deepak P., Amutha V., Kamaraj C., Balasubramani G., Aiswarya D. and Perumal P. 2019. Mosquito-larvicidal potential of metal and oxide nanoparticles synthesized from aqueous extract of the seagrass, Cymodocea serrulata. Journal of Cluster Science, 30: 797–812.
ElNahrawy A.M., Mansour A.M., ElAttar H.A., Sakr E.M., Soliman A.A. and Hammad A.B.A. 2020. Impact of Mn-substitution on structural, optical, and magnetic properties evolution of sodium-cobalt ferrite for opto-magnetic applications. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 31(8): 6224–6232.
Hajializadeh D., Saber A.A., Jameh M., Ahang B., Moafy A., Bijarpas Z.K., Masouleh R.S., Kia M.B., Mojdehi S.R. and Salehzadeh A. 2022. Potential of apoptosis-inducing by a novel bio-synthesized CoFe2O4@Ag nano-composite in gastric cell line at the cellular and molecular level. Journal of Cluster Science, 34: 359–371.
Jodati S., Gorji S., Sharif A.P., Taramsari S.M. and Salehzadeh A. 2022. A novel biosynthesized ZnFe2O4@Ag nanocomposite: Implications for cytotoxicity, gene expression and antiproliferative studies in breast cancer cell line. Journal of Cluster Science, 34: 415–426.
Khan F., Shahid A., Zhu H., Wang N., Javed M.R., Ahmad N., Xu J., Alam M.A. and Mehmood M.A. 2022. Prospects of algae-based green synthesis of nanoparticles       for environmental applications. Chemosphere, 293: 133571.
Khan I., Saeed K. and Khan I.              2019. Nanoparticles: Properties, applications and toxicities. Arabian Journal of Chemistry: 12(7): 908–931.
Pfaffl M.W. 2001. A new mathematical model for relative quantification in real-time RT-PCR. Nucleic Acids Research, 29(9): 45–45.
Prerna K., Kaur A. and Goyal D. 2019. Algae-based metallic nanoparticles: Synthesis, characterization and applications. Journal of Microbiological Methods, 163: 1–24 (105656).
  Salehzadeh A., Naeemi A.S., Khaknezhad L., Moradi-Shoeili Z. and Shandiz S.A.S. 2019. Fe3O4/Ag nanocomposite bio-synthesized using Spirulina platensis extract and its enhanced anticancer efficiency. IET Nanobiotechnol, 13: 766–770.
Shameli K., Ahmad M.B., Zamanian A., Sangpour P., Shabanzadeh P., Abdollahi Y. and Zargar M. 2012. Green biosynthesis of silver nanoparticles using Curcuma longa tuber powder. International Journal of Nanomedicine, 7: 5603–5610.
Sharif A.P., Habibi K., Tolami H.F., Alkinani T.A., Jameh M., Dehkaei A.A., Monhaser S.K., Daemi H.B., Mahmoudi A., Masouleh R.S. and Salehzadeh A. 2022. Cytotoxic effect of a novel GaFe2O4@Ag nano-composite synthesized by Scenedesmus obliquus on gastric cancer cell line and evaluation of BAX, Bcl-2 and CASP8 genes expression. Journal of Cluster Science, 34: 1065–1075.
Sharma V., Anderson D. and Dhawan A. 2012. Zinc oxide nanoparticles induce oxidative DNA damage and ROS-triggered mitochondria mediated apoptosis in human liver cells (HepG2). Apoptosis, 17(8): 852–870.
Shen Y. and White E. 2001. p53-dependent apoptosis pathways. Advances in Cancer Research, 82: 55–84.
Skonieczna M. and Hudy D. 2018. Biological activity of silver nanoparticles and their applications in anticancer therapy. IntechOpen, UK. 17P.
Sung H., Ferlay J., Siegel R.L., Laversanne M., Soerjomataram I., Jemal A. and Bray F. 2021. Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. A Cancer Journal for Clinicians, 71(3): 209–249.
Tummers B. and Green D.R. 2017. Caspase‐8: Regulating life and death. Immunological Reviews, 277(1): 76–89.
Widłak P. 2000. The DFF40/CAD endonuclease and its role in apoptosis. Acta Biochimica Polonica, 47(4): 1037–1044.
Yigit M.V., Moore A. and Medarova Z. 2012. Magnetic nanoparticles for cancer diagnosis and therapy. Pharmaceutical Research, 29(5): 1180–1188.
Zhao Y., Guo C., Wang L., Wang S., Li X., Jiang B., Wu N., Guo S., Zhang R., Liu K. and Shi D. 2017. A novel fluorinated thiosemicarbazone derivative-2-(3, 4-difluorobenzylidene) hydrazinecarbothioamide induces apoptosis in human A549 lung cancer cells via ROS-mediated mitochondria-dependent pathway. Biochemical and Biophysical Research Communications, 491(1): 65–71.