سنتز سبز نانوذرات نقره با استفاده از عصاره گیاه زرشک (Berberis vulgaris) و اثر آنها بر تکثیر سلولی و بیان ژن ODC1 در رده سلولی سرطان پستان MDA-MB-231

صفی پور افشار, اکبر; سعید نعمتی پور, فاطمه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشیار، دکتری تخصصی زیستشناسی سلولی- تکوینی، گروه زیستشناسی، واحد نیشابور، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران

² استادیار، دکتری تخصصی زیستشناسی سلولی- تکوینی، گروه زیستشناسی، واحد نیشابور، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران

چکیده

زمینه و هدف سنتز سبز با استفاده از عصاره‌های گیاهی، روشی ساده و کم‌هزینه، به منظور تولید نانو ذرات نقره به شمار می‌رود. همچنین، یافتن تأثیرات درمانی جدید برای نانوذرات نقره، از زمینه‌های جذاب در تحقیقات سرطان محسوب می‌شود. در مطالعه حاضر، سنتز نانوذرات نقره با استفاده از عصاره آبی برگ گیاه زرشک انجام شد. همچنین تأثیر نانوذرات سنتز شده بر درصد زنده‌مانی و میزان بیان ژن اورنیتین دکربوکسیلاز (ODC1) در رده سلول سرطانی پستان انسان(MDA-MB-231) مطالعه شد.
مواد و روش‌ها آنالیز نانوذرات سنتز شده توسط طیف‌سنجی ماوراء بنفش و میکروسکوپ الکترونی عبوری انجام شد. سلول‌های سرطانی، پس از کشت، تحت تیمار غلظت‌های مختلف نانوذرات سنتز شده قرار گرفتند. درصد زنده‌مانی سلول‌ها از طریق سنجش MTT و آنالیز کمی بیان ژن ODC1 با استفاده از تکنیک Real Time – PCR انجام پذیرفت.
یافته‌ها تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان داد که نانوذرات کروی نقره با میانگین اندازه‌های 16 نانومتر سنتز شده است. سمیت سلولی نانوذرات نقره سنتزی با افزایش غلظت و زمان، بیشتر شد. میانگین IC₅₀ محاسبه شده، برابر 48/16 میکروگرم در میلی‌لیتر است. به علاوه، نانوذرات، میزان بیان ژن‌ ODC1 را حدود 4 برابر در غلظت 20 میکروگرم بر میلی‌لیتر در مقایسه با نمونه کنترل، کاهش دادند.
نتیجه‌گیری به نظر می‌رسد نانوذرات نقره سنتز شده به روش سبز، با رهاسازی تدریجی یون‌های نقره در محیط اسیدی سلول‌های سرطانی و ایجاد رادیکال‌های اکسیژن و همچنین کاهش بیان ژن ODC1 سبب کاهش درصد زنده‌مانی سلول‌های سرطانی شده‌اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

بیوتکنولوژی و نانوتکنولوژی

عنوان مقاله [English]

Green synthesis of silver nanoparticles by Berberis vulgaris leaf extract and their effects on cell proliferation and ODC1 gene expression in MDA-MB-231 cell line

نویسندگان [English]

Akbar Safipour Afshar ¹
fateme Saied Nematpour ²

¹ Associate Professor, Department of Biology, Neyshabur Branch, Islamic Azad University, Neyshabur, Iran

² Anesthesiologist, Assistant Professor, Department of Biology, Neyshabur Branch, Islamic Azad University, Neyshabur, Iran

چکیده [English]

Introduction: Green synthesis of silver nanoparticles is a simple and low-cost method. In addition, finding new therapeutic effects for silver nanoparticles is considered as an attractive field in cancer research. In the present study, synthesis of silver nanoparticles was performed by aqueous leaf extract of barberry. The effects of Ag nanoparticles were evaluated on cell viability and expression levels of ODC1 gene of the human breast cancer cell line (MDA-MB-231).
Materials and Methods: The synthetic nanoparticles were analyzed by UV-vis spectrophotometry and Transmission Electron Microscopy. The cultured cancer cells were treated under different concentrations of synthesized nanoparticles.The viability of the cells was analyzed by MTT assay and relative expression of ODC1 gene by Real-Time PCR.
Results: TEM photomicrographs showed that the spherical silver nanoparticles have been synthesized with an average size of 16 nm. The results showed cytotoxicity of silver nanoparticles in a time and dose-dependent manner. The average IC₅₀ calculated was 16.48 µg/ml. The results also showed that silver nanoparticles decreased ODC1 gene expression levels about 4 folds at 20 µg/ml nanoparticles compared to control.
Conclusion: It seems that green synthesized silver nanoparticles through the gradual release of silver ions in the acidic environment of the cancer cells and production of oxygen radicals, as well as reduction of ODC1gene expression cause diminish of cancer cell viability.

کلیدواژه‌ها [English]

Berberis vulgaris
Cytotoxicity
Green synthesis
Ornithine decarboxylase
Silver nanoparticles

مراجع

[1]. Malik P, Mukherjee TK. Recent advances in gold and silver nanoparticle based therapies for lung and breast cancers. Int J Pharm. 2018; 553(1–2):483-509.

[2]. Duran N, Nakazato G, Seabra AB. Antimicrobial activity of biogenic silver nanoparticles, and silver chloride nanoparticles: an overview and comments. Appl Microbiol Biotechnol. 2016;100(15):6555-70.

[3]. Riaz Ahmed KB, Nagy AM, Brown RP, Zhang Q, Malghan SG, Goering PL. Silver nanoparticles: Significance of physicochemical properties and assay interference on the interpretation of in vitro cytotoxicity studies. Toxicol In Vitro. 2017;38:179-92.

[4]. Zhang XF, Liu ZG, Shen W, Gurunathan S. Silver Nanoparticles: Synthesis, Characterization, Properties, Applications, and Therapeutic Approaches. Int J Mol Sci. 2016;17(9).

[5]. McGillicuddy E, Murray I, Kavanagh S, Morrison L, Fogarty A, Cormican M, et al. Silver nanoparticles in the invironment: Sources, detection and ecotoxicology. Sci Total Environ. 2016;575:231-46.

[6]. Marin S, Vlasceanu GM, Tiplea RE, Bucur IR, Lemnaru M, Marin MM, et al. Applications and toxicity of silver nanoparticles: a recent review. Curr Top Med Chem. 2015;15(16):1596-604.

[7]. Poulose S, Panda T, Nair PP, Theodore T. Biosynthesis of silver nanoparticles. J Nanosci Nanotechnol.2014;14(2):2038-49.

[8]. Pareek V, Gupta R, Panwar J. Do physico-chemical properties of silver nanoparticles decide their interaction with biological media and bactericidal action? A review. Mater Sci Eng C. 2018;(1):739-749.

[9]. Ovais M, Khalil AT, Raza A, Khan MA, Ahmad I, Islam NU, et al. Green synthesis of silver nanoparticles via plant extracts: beginning a new era in cancer theranostics. Nanomedicine (Lond). 2016;11(23):3157-77.

[10]. Hema JA, Malaka R, Muthukumarasamy NP, Sambandam A, Subramanian S, Sevanan M. Green synthesis of silver nanoparticles using Zea mays and exploration of its biological applications. IET Nanobiotechnol. 2016;10(5):288-94.

[11]. Imenshahidi M, Hosseinzadeh H. Berberis Vulgaris and Berberine: An Update Review. Phytother Res. 2016;30(11):1745-64.

[12]. Hoshyar R, Mahboob Z, Zarban A. The antioxidant and chemical properties of Berberis vulgaris and its cytotoxic effect on human breast carcinoma cells. Cytotechnology. 2015;68(4):1207-13.

[13]. Srivastava S, Srivastava M, Misra A, Pandey G, Rawat A. A review on biological and chemical diversity in Berberis (Berberidaceae). Excli j. 2015;14:247-67.

[14]. Sorlie T. The Impact of Gene Expression Patterns in Breast Cancer. Clin Chem. 2016;62(8):1150-1.

[15]. Alam F, Naim M, Aziz M, Yadav N. Unique roles of nanotechnology in medicine and cancer-II. Indian J Cancer. 2015;52(1):1-9.

[16]. Ramesh AV, Devi DR, Battu G, Basavaiah K. A Facile plant mediated synthesis of silver nanoparticles using an aqueous leaf extract of Ficus hispida Linn. f. for catalytic, antioxidant and antibacterial applications. S Afr J Chem Eng. 2018;(26): 25-34.

[17]. Rao NH, N L, Pammi SV, Kollu P, S G, P L. Green synthesis of silver nanoparticles using methanolic root extracts of Diospyros paniculata and their antimicrobial activities. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2016;62:553-7.

[18]. He Y, Li X, Wang J, Yang Q, Yao B, Zhao Y, Zhao A, Sun W, Zhang Q. Synthesis, characterization and evaluation cytotoxic activity of silver nanoparticles synthesized by Chinese herbal Cornus officinalis via environment friendly approach. Environ Toxicol Pharmacol. 2017;(56):56-60.

[19]. Behravan M, Panahi AH, Naghizadeh A, Ziaee M, Mahdavi R, Mirzapour A. Facile green synthesis of silver nanoparticles using Berberis vulgaris leaf and root aqueous extract and its antibacterial activity. Int J Biol Macromol. 2019;124:148-54.

[20]. Carlisle SM, Trainor PJ, Yin X, Doll MA, Stepp MW, States JC, et al. Untargeted polar metabolomics of transformed MDA-MB-231 breast cancer cells expressing varying levels of human arylamine N-acetyltransferase 1. Metabolomics. 2016;12(7).

[21]. Raj S, Mali SC, Trivedi R. Green synthesis and characterization of silver nanoparticles using Enicostemma axillare (Lam.) leaf extract. Biochem Biophys Res Commun. 2018;503(4): 2814-9.

[22]. Alsammarraie FK, Wang W, Zhou P, Mustapha A, Lin M. Green synthesis of silver nanoparticles using turmeric extracts and investigation of their antibacterial activities. Colloids Surf. B. 2018;171:398-405.

[23]. Sweeney SK, Luo Y, O'Donnell MA, Assouline J. Nanotechnology and cancer: improving real-time monitoring and staging of bladder cancer with multimodal mesoporous silica nanoparticles. Cancer Nanotechnol. 2016;7:3.

[24]. Zhang T, Wang L, Chen Q, Chen C. Cytotoxic potential of silver nanoparticles. Yonsei Med J. 2014;55(2):283-91. [25]. Murray-Stewart TR, Woster PM, Casero RA, Jr. Targeting polyamine metabolism for cancer therapy and prevention. Biochem J. 2016;473(19):2937-53.

[26]. Muthukumaran S, Bhuvanasundar R, Umashankar V, Sulochana KN. Insights on ornithine decarboxylase silencing as a potential strategy for targeting retinoblastoma. Biomed Pharmacother. 2018; 28(98):23-8.

مجله دانشگاه علوم پزشکی سبزوار

سنتز سبز نانوذرات نقره با استفاده از عصاره گیاه زرشک (Berberis vulgaris) و اثر آنها بر تکثیر سلولی و بیان ژن ODC1 در رده سلولی سرطان پستان MDA-MB-231

مراجع

مراجع

دوره 27، شماره 4
مهر و آبان 1399
صفحه 550-558

سنتز سبز نانوذرات نقره با استفاده از عصاره گیاه زرشک (Berberis vulgaris) و اثر آنها بر تکثیر سلولی و بیان ژن ODC1 در رده سلولی سرطان پستان MDA-MB-231

مراجع

مراجع

دوره 27، شماره 4مهر و آبان 1399صفحه 550-558

دوره 27، شماره 4
مهر و آبان 1399
صفحه 550-558