اثرات نانو ذرات اكسيد آهن عامل‌دار شده با پيريدين كربوكس آلدييد تيوسمي كاربازون بر روي رده سلولي‌ A549 سرطان ريه و بررسي تغيير بيان ژن NDRG1

Effects of Iron oxide functionalized by Glutamic acid and 2- pyridinecarboxaldehyde thiosemicarbazone against lung cancer A549 cells and analysis of NDRG1 gene expression

زمينه و هدف: سرطان ريه، بيماري با مرگ‌ومير بالاست كه درمان‌هاي دارويي مرسوم در كنترل آن موفقيت چنداني نداشته است. فعاليت شلاته‌كننده‌هاي آهن در تحقيقات مختلف، يك راهبرد درماني جديد مورد توجه دانشمندان بوده است. هدف اصلي اين تحقيق سنتز كمپلكس جديدي از نانوذرات اكسيد آهن عامل‌دار با تيوسمي‌كاربازون (Fe3o4 thiosemicarbazone complex) و بررسي ويژگي ضد تكثيري آن عليه رده سلولي A549 سرطان ريه بود. روش بررسي: اين مطالعه تجربي از شهريور 1397 تا شهريور 1398 در دانشگاه آزاد اسلامي واحد رشت انجام گرفت. ابتدا به روش واكنش متراكم‌سازي گروه‌هاي آميني و آلدييدي، تيوسمي كاربازون (PTSC) سنتز شد. نانوذرات Fe3O4 به روش هم‌رسوبي در حضور گلوتاميك اسيد سنتز شدند. كمپلكس Fe3O4@Glu از طريق گروهاي عاملي در PTSC عامل‌دار شد. ويژگي‌هاي ريخت شناسي كمپلكس از طريق ميكروسكوپ الكتروني روبشي مشخص شد. بقاء سلولي در غلظت‌هاي 62/5، 125، 250، 500 وµg/ml 1000 به روش MTT بررسي شد. تغييرات سطح بيان ژن NDRG1 به روش qRT-PCR با استفاده از فرمول 2–ΔΔCt محاسبه شد. يافته‌ها: تصاوير SEM، كروي بودن كمپلكس Fe3O4@Glu/PTSC را تاييد نمود. اندازه نانوذرات يكنواخت و درحدود nm 23-52 بود. نتايج MTT، ويژگي ضد تكثيري اين كمپلكس را در غلظت‌هاي مختلف تاييد نمود (IC50=135/6 μg/ml). ژن NDRG1 در سلول‌هاي تيمار شده، پس از 12 ساعت، 8/1 برابر افزايش بيان داشت. در حالي‌كه پس از 24 ساعت انكوباسيون، اين ژن كاهش بيان 67/0 نسبت به گروه كنترل از خود نشان داد. نتيجه‌گيري: نتايج اين تحقيق نشان داد كه Fe3O4@Glu/PTSC با كاهش بيان NDRG1، اثرات ضد تكثيري مناسبي عليه سلول‌هاي سرطان ريه دارد.

Background: Lung cancer is a disease with high mortality rate that conventional drug treatments have not been successful in controlling it. The activity of iron chelators in various studies has been considered by scientists as a new treatment strategy. The primary objective of this study was to synthesize a novel Fe3O4 thiosemicarbazone complex and investigate its anti-proliferative activity against A549 cells of lung cancer. Methods: This experimental study was carried out in Islamic Azad University of Rasht Branch, from September of 2018 to September 2019. First thiosemicarbazone (PTSC) was synthesized by the method of the condensation reaction of amine and aldehyde groups. Also, the Fe3O4 nanoparticulates were synthesized using the co-precipitation method in the presence of glutamic acid. Then, Fe3O4@Glu complex functionalized with bio-reactive PTSC moiety. Besides, morphological characteristics of Fe3O4@Glu/PTSC complex were determined by scanning electron microscope (SEM) images. The cell viability was detected in 62.5, 125, 250, 500, and 1000 μg/ml for treated cells with Fe3O4@Glu/PTSC complex via MTT assay. Changes of NDRG1 gene expression the level in treated cells were investigated via qRT-PCR analysis. Therefore, total RNA was extracted after culturing the cells and cDNA of NDRG1 and GAPDH genes as the study and control gene was obtained, respectively. Ultimately, the level of NDRG1 gene expression was compared with level of GAPDH mRNA expression via the 2– ΔΔCt method. Results: SEM images confirmed the sphericality of the Fe3O4 @ Glu / PTSC complex. The size of the nanoparticles was uniform and about 52-23 nm. The cell survival assay (MTT) results revealed the anti-proliferative properties of this complex in a dosedependent manner (IC50=135.6 μM/ml). In treated cells, the gene expression of NDRG1 was 1.8-fold higher after 12 h. However, after 24 hours of incubation, this gene was showed a 0.67-fold decrease in expression compared to the control group. Conclusion: The results of the present study suggest that Fe3O4@Glu/PTSC nanoparticulates by a decrease of NDRG1 expression, exhibit effective anti-cancer activity against lung cancer cells.