بررسي سميت نانو لوله هاي كربني اوليه و عامل دار شده در ﺳﻠﻮل ﻫﺎي ريوي اﻧﺴﺎن

Evaluation of the cytotoxicity of original and functional carbon nanotubes in human lung cells

سابقه و هدف: نانولوله هاي كربني حاملي مهم در امر دارورساني و كاربردهاي پزشكي هستند. اين مطالعه جهت بررسي آثار سميت سلولي نانولوله هاي كربني اوليه و عامل دار شده در سلول هاي A549 به عنوان مدل سلولي ريوي انسان انجام شد. مواد و روش ها: نانولوله هاي كربني تك ديواره به وسيله گروه هاي عاملي مختلف پگيله شدند. سپس، نانولوله هاي كربني اوليه و اصلاح شده با سلول هايA549 مواجه گرديدند. مدت مواجهه 24، 48 و 72 ساعت بود و غلظت هاي صفر تا 600 ?g/ml بررسي گرديد. تغييرات مورفولوژيك با ميكروسكوپ معكوس و درصد زنده ماندن رده سلوليA549 توسط آزمون MTT بررسي گرديد. نتايج: غلظت 600 ?g/ml از نانولوله هاي كربني پگيله شده به واسطه عاملي آمين و كربوكسيل، پس از 48 ساعت موجب تغييرات مورفولوژيكي معني دار در سلول هايA549 شدند. اين تغييرات در 72 ساعت نيز به صورت مشابه تداوم داشت. در غلظت هاي 100، 200 و 400، نانولوله هاي آمينه زيست سازگاري بهتري در همه فواصل زماني در مقايسه با نانولوله هاي كربني پگيله كربوكسيله نشان دادند. نتايج آزمون MTT نشان دهنده كاهش معني داري در ميزان زنده ماندن سلول هايA549 در غلظت هاي بيش از ?g/ml 200 در نانولوله هاي كربني پگيله كربوكسيله و غلظت هاي بيش از ?g/ml 400 در مواجهه نانولوله هاي كربني پگيله آمينه بودند (05/0 > P). در حالي كه نانولوله هاي كربني خالص در غلظت?g/ml 100 اثرات سايتوتوكسيك بر سلول هايA549 نشان دادند. نتيجه گيري: به نظر مي رسد گروه عاملي آمين و بار مثبت سطحي با اصلاح سطحي نانولوله هاي كربني، مي تواند راه كار جذابي جهت كاربرد نانولوله هاي كربني به عنوان حامل هاي ايمن تر باشد.

Background: Carbon nanotubes (CNT) are important carriers in drug delivery and medical application. This study aimed to investigate the cytotoxic effects of original and modified CNTs on A549 cells, as a cellular model of human lung. Materials and Methods: Single-wall CNTs were pegilated via different functional groups. Original and modified CNTs were exposed to A549 cells. Different concentrations (0-600 µg/ml) of CNTs were evaluated at exposure times of 24, 48 and 72 hours. Morphologic changes were observed by an inverted microscope and the viability percentage of A549 cells was determined using the methylthiazol tetrazolium (MTT) assay. Results: Amine-mediated pegilated CNT (amin-PEG-CNTs) and carboxyl-mediated pegilated CNT (carboxyl-PEG-CNTs) in concentration of 600 µg/ml after 48 hours exposure led to severe morphologic changes in the A549 cells. These changes were also obvious after 72 hours. In concentrations of 100, 200 and 400 µg/ml of CNTs, in all times, amin-PEG-CNTs showed better biocompatibility than carboxyl-PEG-CNTs. The MTT results showed a significant reduction in viability of A549 cells in concentrations more than 200 µg/ml after carboxyl-PEG-CNTs exposure and more than 400 µg/ml after amin-PEG-CNTs exposure (P < 0.05). While, original CNTs showed a cytotoxic effect on A549 cells in concentration of 100 µg/ml. Conclusion: It seems that the amine group in combination with positive charge in surface, with surface modification of CNTs, can be an interesting solution to safer application of CNTs as carriers.