مقايسه سامانه‌هاي كشت سه‌بعدي اسفرويد و دوبعدي تك‌لايه سلول‌هاي سرطاني A549 و نرمال ريه PC9 تحت تيمار نانوذرات نقره

Comparison between Three-Dimensional Spheroid and Two-Dimensional Monolayer in A549 Lung Cancer and PC9 Normal Cell Lines under Treatment of Silver Nanoparticles

با توجه به رشد روزافزون كاربرد نانوتكنولوژي، استفاده از نانومواد و همچنين تركيبات شيميايي منحصربه‌فرد در زندگي روزمره بشريت، به‌منظور بررسي ايمن‌بودن آنها نياز به روش‌هاي غربالگري "درون‌تني" و "برون‌تني" جديد است. بديهي است هر چه اين روش‌ها داراي الهام بيشتر از بافت فيزيولوژيك بدن انسان باشند، مي‌توان نتايج بهتري از سميت يا ايمن‌بودن آنها به دست آورد. استفاده از روش سه‌بعدي اسفرويد، اسفرويدها با استفاده از ميكروپليت تجاري ايجاد شدند، به‌دليل مزاياي زيادي از جمله رشد سلول‌هاي در سه بعد، مدل واقعي و شباهت زياد به بافت فيزيولوژيك بدن، قابليت استفاده به‌عنوان جايگزين مدل‌هاي حيواني، اندركنش سلول- سلول، پيام‌رساني بهتر سلول‌ها به‌دليل ارتباط نزديك، در مقايسه با كشت تك‌لايه سلول‌ها، در اين تحقيق به‌منظور بررسي سميت نانوذرات نقره مورد استفاده قرار گرفت. سه فاكتور فعاليت متابوليكي، ميزان زنده‌ماني/مرگ سلولي و سطح مقطع اسفرويدها با دو روش سه‌بعدي و دوبعدي تحت تيمار غلظت‌هاي مختلف نانوذرات نقره در زمان‌هاي متفاوت مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه سلول‌هاي مختلف سرطاني و نرمال ريه واكنش متفاوتي از خود نشان مي‌دهند. همچنين سميت سلولي نانوذرات نقره با استفاده از سيستم‌هاي دوبعدي و سه‌بعدي و مقايسه آنها با هم اختلاف معني‌داري داشته و ميزان رشد/عدم رشد اسفرويدهاي وابسته به نوع سلول بوده و غلظت‌هاي مختلف نيز اهميت اساسي در مطالعات دارند. مطالعه حاضر شواهدي ارايه مي‌دهد كه ابعاد سلولي در دوبعدي و سه‌بعدي به‌دليل ساختار فضايي- زماني متفاوت نقش حياتي در نتايج و پيامدهاي حاصل از التهابات و سميت سلولي با نانوذرات بازي مي‌كنند.

In view of the constant increase of nanotechnology and nanomaterials applications in our daily life, to determine whether they are safe, “in vitro” and “in vivo” screening methods are needed. Obviously, application of models that are similar to the physiological tissues process of the human body could be a better candidate. The three-dimensional spheroid method, spheroid were generated using commercial microplates, has many benefits (in comparison with traditional methods or monolayer cell culture) such as the growth of the cells in 3D, similar to the body's physiological tissue, an alternative for animal models, cell-to-cell interactions, and better cell signaling. In this study, the toxicity of silver nanoparticles by using three factors such as metabolic activity, live/dead assay, and spheroid surface area was evaluated using two different methods (2D vs 3D) under treatment with various concentrations of silver nanoparticles at different times. The results showed that different cells types, cancer and/or normal lung cells, have significant differences. In addition, it was observed that distinct differences in terms of cytotoxicity of silver nanoparticles between 2D and 3D culture systems and also the rate of growth/non-growth of spheroids are highly depended on cell type and various concentrations have fundamental importance in such studies. The present study provides evidence that cellular dimensions (3D vs 2D) play a pivotal role in the results and outcomes of inflammation and cytotoxicity with nanoparticles due to the spatial-temporal structure.