اثر نانوذرات آلبومين مغناطيسي بارگذاري شده با 5- فلورويوراسيل بر زيستايي و چرخه سلولي سلول هاي سرطان سينه رده ي سلولي MCF-7

The effect of 5-fluorouracil loaded albumin magnetic nanoparticles on viability and cell cycle of human breast cancer MCF-7 cell line

سرطان سينه يكي از سرطان هاي شايع در بين زنان و با نرخ بالاي مرگ و مير است. شيمي درماني يكي از راه هاي معمول براي درمان سرطان است وليكن با اثر بر روي بافت هاي سالم داراي اثرات جانبي فراوان است. رسانش هدفمند داروهاي ضدسرطان به سلول هاي سرطاني موجب كاهش اثرات جانبي دارو بر سلول هاي سالم مي شود. آلبومين سرم به خاطر در دسترس بودن، آساني آماده سازي و توانايي اتصال به ليگاندهاي مختلف به طور وسيع به عنوان حامل دارو استفاده شده است. با اتصال نانوذرات اكسيد آهن به آلبومين مي توان توزيع آن را با استفاده از يك ميدان مغناطيسي خارجي كنترل كرد.در اين پژوهش چهار نوع نانوذره شامل نانوذرات آلبومين، آلبومين حاوي دارو، آلبومين مغناطيسي و آلبومين مغناطيسي حاوي دارو با روش انحلال زدايي ساخته شد. اندازه و پتانسيل زتا نانوذرات آلبومين و آلبومين مغناطيسي بارگذاري شده با دارو به طور ميانگين به ترتيب 220 نانومتر، 8/25- ميلي ولت و 221 نانومتر، 28- ميلي ولت بدست آمد. بازده بارگذاري دارو در نانوذرات آلبومين و آلبومين مغناطيسي به ترتيب %1 و %6/0 و مقدار داروي به دام افتاده به ترتيب برابر با %20 و %8/15 بود. نتايج آزمايش سميت سلولي نشان داد نانوذرات آلبومين مغناطيسي حاوي داروي 5-فلورويوراسيل در مقايسه با ساير گروه ها به طور معناداري سميت بيشتري در سلول هاي سرطاني دارند. آزمون پراشن بلو ورود نانوذرات مغناطيسي آهن به درون سلول هاي سرطاني را تاييد كرد. نتايج واكاوي چرخه ي سلولي نشان مي دهد كه در نتيجه تيمار سلول ها با نانوذرات مختلف و داروي آزاد تغييرات مشخصي در جابجايي پراكنش سلول ها در مراحل مختلف چرخه ي سلولي مشاهده نمي شود. در نانوذرات آلبومين حاوي دارو، نانوذرات آلبومين مغناطيسي حاوي دارو و داروي آزاد فاز Sub G1 مشاهده مي شود كه بيانگر مرگ سلولي در اين گروه ها است كه درصد مرگ سلولي در نانوذرات آلبومين حاوي دارو بيشتر است. بر طبق اين نتايج، نانوذرات آلبومين مغناطيسي بارگذاري شده با 5-FU در از بين بردن سلول هاي سرطاني موثر بوده و مطالعات بيشتر در اين زمينه را مي طلبد.

Research Subject Breast cancer is one of the most common cancer in the world with the highest mortality rate in women. Chemotherapy is the typical therapy for the cancer. However, it has side effects due to damage to healthy cells. Targeted drug delivery by nano carriers to the cancerous cells reduces the toxic side effects on normal cells. Serum albumin is a widely used drug carrier because of its availability, ease of preparation, and binding ability to various ligands. Attachment of iron oxide nanoparticles to albumin can control their distribution by applying an external magnetic field. Research Approach In this study, albumin nanoparticles attached to superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) were synthesized and loaded with 5-Fluorouracil (5-FU) anticancer drug by using the desolvation technique. The produced nanoparticles were characterized in terms of size, surface charge, and drug entrapment, by dynamic light scattering (DLS) and UV-Vis spectrophotometry. The cytotoxic effects of 5FU-loaded magnetic albumin nanoparticles and free 5FU on MCF7 cells were evaluated with the MTT assay. The internalization of nanoparticles in MCF-7 cells was confirmed by Prussian blue staining. In the end, the effects of nanoparticles on cell cycle and apoptosis were evaluated by flow cytometry using propidium iodide. Main Results The mean particle size and zeta potential of 5FU loaded albumin nanoparticles and albumin magnetic nanoparticles were 220 nm, -25.8 mV, and 221 nm, -28 mV respectively. Drug entrapment efficiency and drug loading efficiency were also, 20%, 1%, and 15.8%, and 0.06% for albumin nanoparticles and magnetic albumin nanoparticles in turn. The drug-loaded magnetic albumin nanoparticles showed higher cytotoxicity than the free drug on MCF-7 cells. The flow cytometry cell cycle analysis showed more cytotoxicity of albumin nanoparticles in comparison with other groups. According to these results, it can be said that 5-FU loaded magnetic albumin nanoparticles were more effective and deserve further studies in the cancer treatment.