بررسي مقايسه‌اي تاثير سه نوع نانو ذره دي اكسيد تيتانيوم در القاي مرگ سلولي در سلول‌هاي سرطان سينه T47-D و برهمكنش با DNA

A comparative study of three types of titanium dioxide nanoparticles effects on including cell growth inhibition in T47-D breast cancer cells and DNA Interaction

امروزه نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم (TiO2NPs) در صنايع نانوتكنولوژي و پزشكي مورد استفاده قرار مي‌گيرند و از طرق مختلف سنتز مي‌شوند. هدف از اين مطالعه، بررسي نقش پوشش سطح نانوذرات دي اكسيد تيتانيوم در القاي مرگ سلولي در سلول‌هاي سرطاني T47-D و ايجاد تغييرات ساختاري در مولكول DNA مي‌باشد. بررسي ثابت‌هاي اتصال نشان داد نانوذرات حل شده در ماتريكس پراكنده اتيلن گليكول (M-1 105×2/2) در مقايسه با دو نانوذرات ديگر (M-1 104×3/2 براي TiO2NPs بدون پوشش ويژه و M-1 105×1/1 براي NPS TiO2 حاوي پايداركننده HNO3)، مي‌توانند برهمكنش قوي‌تري با DNA داشته باشند. نتايج طيف‌سنجي CD نشان داد در حضور هر سه نوع نانوذرات استكينگ بازهاي DNA تغيير مي‌يابد. با استفاده از آزمون MTT مقادير IC50 در حضور هر سه نوع نانوذرات محاسبه شد. نتايج رنگ آميزي DAPI و تكنيك فلوسايتومتري نشان داد نانوذرات دي اكسيد تيتانيوم حل شده در ماتريكس پراكنده اتيلن گليكول با غلظت كمتري (63 ميكرومولار=IC50) موجب القاي مرگ سلولي بيشتري در سلول‌ها مي‌شوند. نتايج اين مطالعه بيانگر اهميت پوشش سطح نانوذرات دي اكسيد تيتانيوم بر ميزان برهمكنش آنها با DNA و همچنين ميزان القاي مرگ سلولي مي‌باشد. توجه به اين نكته در طراحي‌ نانوداروها براي درمان سرطان بسيار مهم است.

Nowadays, titanium dioxide nanoparticles (TiO2NPs) are being consumed in the nanotechnology industry and medicine and are synthesized in various ways. The purpose of this study was to investigate the effect of the surface coating of TiO2NPs on their ability to initiate structural disorder in DNA along with their ability to induce growth inhibition in T47-D cells. The binding constants indicated that TiO2NPs with ethylene glycol dispersion matrix interacted with TiO2NPs with a higher binding constant value (2.2105 M-1) compare with two other TiO2NPs (2.3104 M-1 for uncoated TiO2NPs and 1.1105 M-1 for TiO2NPs contains HNO3 stabilizer). CD spectra revealed TiO2NPs have a significant influence on the DNA base stacking. With MTT assay, the IC50 value for each NPs was calculated. DAPI staining and flow cytometry analyses confirmed that TiO2NPs with ethylene glycol dispersion matrix (IC50=63 μM) could reduce cell proliferation strongly, in comparison with two other TiO2NPs. This study indicated that the surface coating of TiO2NPs could affect the value of their interaction with DNA and change their growth inhibition ability. Consequently, the type of coating of nanoparticles is very important in designing nano-drugs, especially for cancer treatment.