بررسي اثرات سيتوتوكسيك نانوذره دي اكسيد تيتانيوم (TiO2) بر روي رده سلولي سرطان روده بزرگ (HT29)‌ و آناليز بيان ژن‌هاي آپوپتوزي كاسپاز 3 و 9 با استفاده از روش Real Time PCR و فلوسيتومتري

Cytotoxic Effects of Titanium Dioxide Nanoparticles on Colon Cancer Cell Line (HT29) and Analysis of Caspase-3 and 9 Gene Expression Using Real Time PCR and Flow Cytometry

زمينه: امروزه نانوذرات دي اكسيد تيتانيوم (TiO2) داراي كاربرد وسيع در زمينه‌هاي درماني مي‌باشد. هدف از اين مطالعه بررسي اثرات سميت سلولي آن بر روي رده سلولي سرطان كولون (HT29)‌ و آناليز بيان ژن‌هاي آپوپتوزي كاسپاز 3 و 9 بود. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه تجربي، اثرات سميت سلولي نانوذره TiO2 بر روي رده سلولي HT29 در غلظت‌هاي 125/3، 25/6، 5/12، 25، 50، 100 ميكروگرم در ميلي‌ليتر توسط روش MTT مورد بررسي قرار گرفت. به دنبال آن، پس از تيمار سلول‌هاي HT29 با غلظت 50 درصد كشندگي TiO2، ميزان بيان ژن‌هاي كاسپاز 3 و 9 نسبت به ژن مرجع GAPDH با استفاده از روش Real Time PCR بررسي شد. در نهايت به منظور تأييد آپوپتوز از روش رنگ‌آميزي DAPI و فلوسيتومتري استفاده شد. يافته‌ها: تيمار سلول‌هاي HT29 با غلظت‌هاي مختلف TiO2 نشان داد كه نانوذره TiO2 در غلظت‌هاي 50 و 100 ميكروگرم در ميلي‌ليتر بيشترين مهار تكثير سلولي را داشته‌اند كه از لحاظ آماري معني‌دار بوده است (05/0P<). همچنين، بيان ژن‌هاي كاسپاز 3 و 9 در رده سلولي HT29 تيمار شده با نانوذره طي 24 ساعت به ترتيب به ميزان (0005/0=P) 13/0±69/2 و (0006/0=P) 29/0±46/3 (0002/0=P) افزايش يافت. همچنين نتايج رنگ‌آميزي DAPI و فلوسيتومتري نشان داد كه سلول‌هاي HT29 وارد آپوپتوز شده‌اند. نتيجه‌گيري: با توجه به نتايج مي‌توان نتيجه‌گيري كرد كه در آينده بتوان از نانوذرات TiO2 به عنوان تركيب دارويي كانديد جهت اهداف دارويي استفاده كرد، اما نياز به مطالعات بيشتر دارد.

Background: Today, titanium dioxide (TiO2) nanoparticles present extensive therapeutic applications. The present study was conducted to investigate the cytotoxicity of TiO2 on colon cancer cell line (HT29), and analyze the expression of caspase-3 and 9 genes. Materials and Methods: The present experimental study used the MTT assay to examine the cytotoxicity of 3.125, 6.25, 12.5, 25, 50 and 100 µg/ml concentrations of TiO2 nanoparticles on cell line HT29. After the treatment of HT29 cells with IC50 concentration of TiO2, the gene expression levels of caspase-3 and caspase-9 were investigated and compared with the reference gene of GAPDH using real time PCR. DAPI staining and flow cytometry were ultimately used to confirm apoptosis in HT29 cells. Results: The treatment of HT29 cells with different concentrations of TiO2 showed that TiO2 nanoparticles at 50 and 100 µg/ml concentrations present the highest cytotoxicity, which was statistically significant (P<0.05). Moreover, the expression of caspase-3 gene was found to be significantly upregulated by 2.0±69.13 (P<0.001) and that of caspase-9 gene by 3.0±46.29 (P<0.001) in HT29 cell lines treated with TiO2 nanoparticles for 24 hours. The results of DAPI staining and flow cytometry also confirmed apoptosis in HT29 cells. Conclusion: According to the obtained results, TiO2 nanoparticles can be recommended as prospective medicinal candidates for pharmaceutical purposes, although further studies are required in this field.