بررسی زنده‌مانی سلول‌های سرطان گلیوبلاستوما با تغییر پارامترهای جت پلاسمای فشار اتمسفری

اهداف: تومورهای مغز حاصل رشد غیرعادی سلول هاست که بنا به ماهیت سلول‌های تشکیل دهنده، ممکن است خوش خیم یا بدخیم باشند. گلیوبلاستومای چند‎شکلی (gbm) یکی از رایج‎ترین انواع تومورهای عصبی مرکزی بشمار می‎رود. به‎ دلیل مقاومت تومور گلیوبلاستوم به شیمی درمانی و رادیوتراپی و عملی‎ نبودن برداشت کامل تومور به دلیل ماهیت تهاجمی آن، یافتن درمان‌های جدید همواره مورد توجه است. مطالعات انجام ‎شده در شرایط آزمایشگاهی نشان می‌دهد، پلاسمای سرد سلول های سرطانی را بدون آسیب‎ رساندن به سلول‎ های طبیعی تخریب می‎کند. با توجه به ماهیت پیچیده پلاسما، اثرات بیولوژیکی آن به مشخصات منبع و نوع هدف تحت تیمار بستگی دارد. بنابراین در این مطالعه دو موضوع اساسی شامل بهینه ‎سازی ولتاژ، زمان و فاصله جت پلاسما برای تیمار رده سلول سرطان گلیوبلاستوما و اثر مخلوط 5 درصد گاز ملکولی اکسیژن با گاز کاری هلیوم و آرگون بر زنده‌مانی این سلول‌ها بررسی شد.مواد و روش‌ها: رده سلولی سرطان گلیوبلاستوم انسانی u-87 mg از بانک سلولی انستیتو پاستور ایران خریداری شد. به منظور بهینه سازی، 5 ولتاژ کاری، 3 فاصله نازل پلاسما تا سلول و یک مدت زمان تیمار در نظر گرفته شد و زنده‌مانی سلول‌های تیمار‎شده با تست mtt و براساس پروتکل سازنده اندازه‌گیری شد. پس از پیکربندی آزمایش در شرایط مطلوب، 5 مدت زمان تیمار مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایش بررسی اثر نوع گاز کاری جت پلاسما بر زنده‌مانی سلول‌های سرطانی، 5 درصد گاز اکسیژن به گاز کاری هلیوم یا آرگون اضافه و نتایج مقایسه شد. تمام تجزیه و تحلیل‌های آماری با استفاده از نرم‌افزار spss وstatistica  انجام شد. یافته‌ها: نتایج بهینه‌سازی ولتاژ و فاصله نشان داد که ولتاژ کاری 4.5 کیلو‌ولت و فاصله 4 سانتی‌متری اثر بهتری در مرگ برنامه‌ریزی‎ شده سلول‌های u-87 mg برای پیکربندی جت پلاسمای انتخابی دارد. علاوه ‎براین، نتایج وابستگی معکوس زمان تیمار و زنده‌مانی سلول‌های u-87 mg را نشان داد. ترکیب 5 درصد گاز ملکولی اکسیژن با هلیوم و آرگون منجر به افزایش زنده‌مانی و درنتیجه کاهش بازده اثربخشی پلاسما شد.نتیجه‌گیری: به ‎طور‎کلی مطالعه حاضر نشان داد پارامترهای مختلف جت پلاسما شامل ولتاژ، مدت زمان تیمار، فاصله و نوع گاز کاری بر زنده‌مانی سلول‌های u-87 mg اثر گذار است و شرایط بهینه تیمار هر رده سلولی با توجه به نوع دستگاه اختصاصی می‌باشد

investigating the viability of glioblastoma cancer cells by modifying the parameters of cold atmospheric pressure plasma jet

background and purpose: brain tumors are the consequence of abnormal growth of cells, which may be benign or malignant depending on the nature of the constituent cells. glioblastoma multiforme (gbm) is one of the most prevalent types of central nervous system tumors. due to the resistance of glioblastoma tumor to chemotherapy and radiotherapy and the impracticality of complete tumor removal because of its aggressive nature, finding a novel approach is always of great interest. studies conducted under laboratory conditions indicate that cold plasma destroys cancer cells without harming normal cells. owing to the complex nature of plasma, its biological effects rest on the characteristics of the source and the type of target being treated. therefore, in this study, two basic issues including the optimization of plasma jet voltage, time and distance for the treatment of glioblastoma cancer cell line and the effect of a mixture of 5% molecular oxygen gas with helium and argon working gases on the viability of these cells were investigated.materials and methods: human glioblastoma cancer cell line u-87 mg was purchased from the cell bank of pasteur institute of iran. for the optimization to occur, five working voltages, three plasma nozzle-to-cell distances and a treatment duration were considered, and the viability of the treated cells was measured by mtt test and based on the manufacturer’s protocol. after configuring the experiment under optimal conditions, five treatment durations were investigated. in the experiment to investigate the effect of plasma jet working gas on the viability of cancer cells, 5% oxygen gas was added to helium or argon working gas and the results were compared. all statistical analyses were performed using spss and statistica softwares.results: the results of voltage and distance optimization demonstrated that the working voltage of 4.5 kv and 4 cm distance proves to be more effective on the programmed death of u-87 mg cells for the selected plasma jet configuration. in addition, the results showed the inverse dependence of treatment time and survival of u-87 mg cells. the combination of 5% oxygen molecular gas with helium and argon led to an increase in survival rate and as a result, a decrease in plasma effectiveness.conclusion: in general, the present study indicated that different parameters of plasma jet, including voltage, duration of treatment, distance and type of working gas have an effect on the viability of u-87 mg cells, and the optimal treatment conditions for each cell line are specific according to the type of the device.