اثر حساس كنندگي نانوذرات طلاي پگ‏دار شده در پرتودهي سلول‏هاي سرطاني رده MCF-7 با استفاده از پرتوي ايكس ارتوولتاژ

Radiosensitization effect of PEGylated Gold Nanoparticles in Orthovoltage X-ray Irradiation of the MCF-7 Cancerous Cell Line

هدف: در اثر پيشرفت‏هاي اخير در فناوري نانو، مي‏توان نانوموادي با عدد اتمي بالا نظير نانوذرات طلا، را در سلول‏هاي سرطاني متمركز كرد و از خصوصيت افزايش دز جذبي آن‏ها به عنوان حساس‌كننده پرتويي بهره گرفت. هدف از اين مطالعه بررسي ضريب افزايش دز جذبي در حضور نانوذرات طلاي پگ‌دار شده در پرتودهي سلول‏هاي سرطاني رده MCF-7 با استفاده از پرتوي ايكس ارتوولتاژ بوده است. مواد و روش‏ها: نانوذرات طلا با قطر ميانگين 47 نانومتر سنتز و به مولكول پلي‌اتيلن گليكول متصل شد. 50 ميكروگرم به ازاي هر ميلي‏ليتر از نانوذرات طلاي پگ‌دار ‌شده در دوره‏هاي زماني مختلف 1، 2، 6، 12و 24 ساعت با سلول‏هاي MCF-7 انكوبه و ميزان سميّت‌زايي آن‏ها مقايسه شد. سپس نانوذرات طلاي پگ‏دار شده با غلظت 50 ميكروگرم به ازاي هر ميلي‏ليتر به مدت زمان‏هاي 12 و 24 ساعت با اين سلول‏ها انكوبه شد و ميزان حساس‌كنندگي پرتويي آن‏ها طي اعمال 2 گري با باريكه‌هاي پرتوي ايكس 120، 180 و 200 كيلو ولت پيك و با استفاده از روش MTT ارزيابي شد. نتايج: مطالعات سميّت‌زايي نشان داد كه نانوذرات طلا اثر سميّتي معني‏داري بر زيست‌پذيري سلولي ندارد؛ اما اختلاف معني‏داري در ميزان بقاي سلول‏ها در گروه‏هاي تابش‌دهي شده در حضور و عدم حضور نانوذرات طلا مشاهده شد به‏طوري كه ميانگين ضريب افزايش دز جذبي برابر 06/0±22/1 به‏دست آمد. همچنين نتايج نشان داد تفاوت معني‏داري بين استفاده از باريكه‌هاي پرتوي ايكس 120، 180و 200 كيلو ولت پيك در ايجاد حساس كنندگي پرتويي وجود ندارد اما افزايش مدت زمان انكوباسيون مي‌تواند ضريب افزايش دز را بهبود بخشد. نتيجه‏گيري: با به‏كارگيري نانوذرات طلا، مي‌توان با كاهش دز تجويزي، اثر كشندگي مشابهي را در سلول‏هاي سرطاني به‏دست آورد.

Objective: Due to recent advances in nanotechnology it is now possible to accumulate high atomic-number nanomaterial such as gold nanoparticles (GNPs) in cancerous cells and take advantage of their absorbed dose enhancement property as radiosensitizing agents. This study aimed to investigate the absorbed dose enhancement factor due to the presence of PEGylated GNPs under the irradiation of an MCF-7 cancerous cell line using orthovoltage X-ray beams. Methods: We synthesized GNPs with an average diameter of 47 nm and joined them to polyethylene glycol. A total of 50 ?g/mL of the pegylated GNPs were incubated with MCF-7 cells for 1, 2, 6, 12, and 24 hours, after which we compared their cytotoxicities. Then, PEGylated GNPs (50?g/mL) were incubated with MCF-7 cells for 12 and 24 hours and their radiosensitizing effect during 2Gy delivery of 120, 180 and 200 kVp X-ray beams were compared by the MTT assay. Results: Cytotoxicity studies showed no significant effect of GNPs on cell viability. Significant differences in cell survival were observed between the groups irradiated with and without GNPs, which lead to an average absorbed dose enhancement factor of 1.22±0.06. According to the results, there was no radiosensitization difference due to the usage of 120, 180 and 200 kVp X-ray beams. However increased incubation time increased the dose enhancement factor. Conclusion: By using PEGylated GNPs we can decrease the prescribed X-ray dose, yet maintain the same level of cancerous cell killing.