بررسي القاي آپوپتوز توسط پلاسماي سرد اتمسفري به عنوان مكانيسم مرگ سلولي در رده‌ي سلولي سرطان دهانه‌ي رحم (Hela)

Evaluation of Inducing Apoptosis as Cell Death Mechanism by Cold Atmospheric Plasma in Cervix Cancer Cell Line (Hela)

مقدمه: سرطان دومين عامل مرگ و مير در جهان و سومين عامل مرگ و مير در ايران است. روش‌هاي درماني بسياري براي مقابله با سرطان مورد بررسي قرار گرفته‌اند. استفاده از پلاسماي سرد اتمسفري و محيط فعال شده توسط آن، يكي از روش‌هاي تحقيقاتي نوين در زمينه‌ي درمان سرطان است. مطالعه‌ي حاضر با هدف بررسي القاي آپوپتوز توسط پلاسماي سرد اتمسفري به عنوان مكانيسم مرگ سلولي در رده‌ي سلولي سرطان دهانه‌ي رحم (Hela) انجام شد. روش‌ها: در اين مطالعه‌ي تجربي ابتدا اثرات پلاسماي اتمسفري هليم و هليم + اكسيژن و محيط فعال شده توسط آن‌ها Plasma activated medium يا (PAM) بر روي زيست‌پذيري سلول‌هاي Hela مورد بررسي قرار گرفت. سپس، ميزان H2O2 محيط و همچنين، ميزان پروتئين‌هاي كاسپاز 3، كاسپاز 8، (B-cell lymphoma protein 2 (Bcl-2 و (Bcl-2-associated X (Bax در هر دو روش تابش مستقيم پلاسما و PAM به ترتيب از طريق MTT assay، Medium H2O2 assay و Western Blot analysis مورد ارزيابي قرار گرفت. يافته‌ها: ميزان كاهش زيست‌پذيري سلول‌ها در روش تابش مستقيم پلاسما بيش از محيط فعال شده توسط آن بود (0/001 > P) و افزودن اكسيژن به پلاسما، باعث افزايش مرگ سلولي گرديد. ميزان H2O2 محيط در روش مستقيم بيش از روش محيط فعال شده بود (0/001 > P). همچنين، سطح بيان پروتئين‌هاي كاسپاز-3 و كاسپاز-8 در روش مستقيم، بالاتر از روش PAM بود (0/010 > P). افزايش نسبت Bcl-2/Bax نيز القاي آپوپتوز را به عنوان مكانيسم اثر نشان داد (0/001 > P). نتيجه‌گيري: پلاسماي سرد اتمسفري، منبعي براي توليد گونه‌هاي فعال اكسيژني و نيتروژني است و باعث توليد راديكال‌هاي آزاد مانند H2O2 در محيط مايع مي‌شود كه نقش مهمي در مرگ سلول‌هاي سرطاني دارد. نتايج اين مطالعه نشان داد كه استفاده از پلاسماي مستقيم و PAM از طريق القاي آپوپتوز، باعث مرگ سلولي مي‌گردد.

Background: Cancer is the second leading cause of death in the world and third in Iran. Various methods have been investigated for cancer treatment in which the use of cold atmospheric plasma and plasma-activated medium (PAM) are two new research methods in the field of cancer therapy. This study aimed to evaluate the inducing of apoptosis as cell death mechanism by cold atmospheric plasma in cervix cancer cell line (Hela) Methods: At first, the effects of helium and helium + oxygen atmospheric plasma and PAM on the viability of Hela cell line were investigated. Then, the rate of H2O2 in the medium, and the levels of caspase-3, caspase-8, Bcl-2-associated X (Bax), and B-cell lymphoma protein 2 (Bcl2) proteins in both direct plasma and PAM treatments were evaluated using MTT assay, medium H2O2 assay, and Western Blot analysis, respectively. Findings: The decrease of cells viability in direct plasma treatment group was more than PAM group (P < 0.001), and adding oxygen to plasma increased the rate of cell death. The H2O2 level in medium in direct method was more than PAM (P < 0.001). Moreover, the expression of caspase-3 and caspase-8 proteins in direct plasma were higher than PAM (P < 0.010). Higher ratio of Bcl-2/Bax showed the induction of apoptosis in cancer cells (P < 0.001). Conclusion: Cold atmospheric plasma is a source of oxygen and nitrogen reactive species, which can produce free radicals such as H2O2 in medium that plays an important role in the treatment of cancer. Moreover, direct plasma and PAM induce apoptosis in cancer cells, as a probable mechanism of cell death.