بررسي كاهش سميت نانوميله طلاي عامل‌دارشده با پپتيد بر رده سلول سرطاني هلا

Toxicity of Peptide-Functionalized Gold Nanorods in Hela Cell Line

خواص فيزيكي- شيميايي منحصربه‌فرد مواد پلاسمونيك در مقياس نانو توجه زيادي را در توليد ساختارهاي هيبريد زيستي- نانويي به خود جلب كرده كه در حسگري زيستي، تصويربرداري، تحويل و رهايش كنترل‌شده دارو كاربرد دارد. هدف اين پژوهش ساخت نانوميله طلاي عامل‌دارشده به‌منظور كاهش سميت و افزايش ميزان زيست‌سازگاري براي استفاده‌هاي بعدي به‌عنوان نانوسامانه حامل نوكلئيك‌اسيد به سلول سرطاني بود. در اين پژوهش، نانوميله طلا به روش رشد روي ذرات دانه ساخته و سطح آن به‌وسيله پليمر پلي‌استايرن‌سولفونات (PSS) اصلاح شد. سپس به روش جابه‌جايي ليگاند از طريق اتصال Au-S به پپتيد، عامل‌دار شد. صحت ساخت نانوسامانه توسط طيف‌سنجي فرابنفش- مرئي (Uv-Vis)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) و اندازه‌گيري پتانسيل زتا مورد بررسي قرار گرفت. در پايان، مطالعه سميت نانوميله عامل‌دارشده روي رده سلولي هلا به كمك روش MTT انجام شد. غلظت مناسب PSS و پپتيد براي عامل‌داركردن و افزايش زيست‌سازگاري نانوميله‌ها به‌ترتيب 50ميكرومولار و يك‌ميلي‌مولار محاسبه شد كه بالاترين غلظتي بود كه موجب تجمع نانوميله‌ها و اختلال در مورفولوژي ميله‌اي آنها نمي‌شد. اصلاح سطح نانوميله طلا با PSS و عامل‌داركردن با پپتيد به ميزان قابل توجهي سبب افزايش زيست‌سازگاري آن شد. درصد زنده‌ماني سلول‌هاي هلا تيمارشده با نانوسامانه عامل‌دار در مقايسه با نانوميله‌هاي عامل‌دارنشده افزايش يافت؛ به‌طوري كه غلظت 50نانومولار نانوساختار عامل‌دار به‌عنوان LC50 محاسبه شد در حالي كه تنها كمتر از 20% سلول‌هاي تيمارشده با غلظت مشابه از نانوميله عامل‌دارنشده، زنده ماندند. عامل‌داركردن سطح نانوميله طلا با پپتيد سبب افزايش زيست‌سازگاري آن شده و استفاده از اين نانوسامانه به‌عنوان حامل در سلول‌هاي سرطاني را بهبود مي‌بخشد.

The unique physicochemical properties of nanoscale plasmonic materials have attracted considerable attention in the fabrication of hybrid nano-bio structures because of their promising applications in biosensing, imaging, and controlled-release drug delivery. The purpose of this study was the synthesis of functionalized gold nanorods (GNRs) to both reduce the toxicity and increase the biocompatibility for further applications such as the design of a therapeutic nanocarrier for nucleic acid delivery to cancerous cells. In this study, GNRs were prepared by seed-mediated method and their surface was modified by polystyrene sulfonate (PSS) polymer. Then, peptide-functionalized GNRs was fabricated via ligand exchange method through the Au-S bond. The CTAB-GNRs and functionalized nanostructures were characterized using ultraviolet-visible spectrophotometry, transmission electron microscopy (TEM), and zeta potential measurement. Finally, the cytotoxicity effects of functionalized GNRs on Hela cells were studied by MTT assay. The optimal concentration of PSS and peptide, which did not cause any aggregation and morphological perturbations of the nanostructure were obtained 50μM and 1mM respectively. The survival percentage of treated Hela cells significantly increased by surface modification of GNRs with PSS and functionalization with peptide compared to CTAB-GNRs. While LC50 of functionalized GNRs was calculated 50nM, treated cells with the same concentrations of CTABGNRs survived less than 20%. Functionalization of GNRs increases its biocompatibility and improves applications of this nanostructure as a therapeutic carrier in cancerous cells.