بررسی اثر غلظت های مختلف نانوذرات اکسیدآهن بر بیان ژن p53در سلول های بنیادی مشتق شده از غشای آمنیوتیک انسانی

نانوذرات سوپر پارامغناطیس اکسیدآهن، پیشرفت های گسترده ای را در نانوتکنولوژی ایجاد کرده است. خصوصیات منحصر به فرد این ذرات موجب گسترش روزافزون کاربرد آن ها در زمینه های مختلف از جمله حوزه های پزشکی شده است. یکی از این کاربرد ها، امکان تجزیه و تحلیل غیرتهاجمی برای ردیابی سلول ها است. با این حال، احتمال ایجاد سمیت در سلول ها توسط این نانوذرات گزارش شده است. با توجه به این که آسیب سلولی ناشی از نانوذرات اکسید آهن وابسته به غلظت است، بنابراین پیدا کردن غلظت مناسب نانوذرات اکسید آهن برای جلوگیری از آسیب سلولی یا مرگ سلولی ناشی از آپوپتوز بسیار مهم است. هدف از این مطالعه یافتن غلظتی از نانوذرات سوپر پارامغناطیس اکسیدآهن است که منجر به ایجاد آپوپتوز در سلول ها نشود. این مطالعه با هدف بررسی اثر غلظت های مختلف نانوذره اکسید آهن بر بقای سلول، تاثیر بر افزایش بیان ژن دخیل در آپوپتوز در سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از غشای آمنیوتیک انسان مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفت. ابتدا سلول های بنیادی از بافت غشای آمنیوتیک انسانی استخراج و کشت داده شدند و جهت اثبات ویژگی مولتی پوتنت بودن این سلول ها به رده های سلولی چربی، استخوانی و غضروفی متمایز شدند. سپس درصد زنده مانی سلول های تیمار شده با غلظت های مختلف نانوذره اکسید آهن (200، 150، 100، 50، 0 میکروگرم در میلی لیتر) در بازه زمانی 24 و 48 ساعت به روش mtt مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس اثر غلظت های 0، 100،150 و 200 میکروگرم بر میلی لیتر از نانوذره بعد از 24 ساعت در hamscs از نظر بیان ژن p53 با روش real-time pcr سنجیده شد. سلول های hamsc استخراج شده در کشت دو بعدی ظاهری دوکی شکل داشتند که در بررسی مارکرهای سطحی توسط فلوسایتومتری، مشخص شد که این سلول ها cd29، cd90 و cd105 را بیان کرده و در مقابل cd34 و cd45 را قادر به بیان نبودند. نتایج حاصل از بررسی توانایی چند توانی hamscs نشان داد که این سلول ها قابلیت تمایز به رده های سلول های چربی، استخوانی و غضروفی را دارا هستند. نانوذره اکسید آهن در غلظت 50 و 100 میکروگرم در میلی لیتر در مدت زمان 24 ساعت تاثیری معنادار بر بقا سلول ها نداشت. در حالی که از غلظت 150 به بعد بقا سلولی به شکل قابل ملاحظه ای کاهش یافت (%1.4 ±42، 0.001 >p ). نتایج حاصل از آنالیز realtime pcr نشان داد که بیان ژن p53 ناشی از مواجه سلول با نانوذره با غلظت های 150 میکروگرم در میلی لیتر (0.1 ±2.4، 0.001 >p ) و 200 میکروگرم در میلی لیتر (0.11 ±4.1، 0.001 >p ) به شکل قابل ملاحظه ای افزایش می‌یابد. با توجه به نتایج، نانوذرات مورد استفاده در این مطالعه در غلظت ≤ 100 میکروگرم در میلی لیتر برای ردیابی سلول ها مناسب هستند.

The effect of different concentrations of iron oxide nanoparticles on the expression of p53 gene in human amniotic membrane-derived mesenchymal stem cells

Superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) have made extensive advances in nanotechnology. The unique properties of these particles have expanded their application in various fields, including medicine. One of these applications is noninvasive analysis for cell tracking. However, the possibility of toxicity in cells is reported by these nanoparticles. Due to the fact that cellular damage caused by iron oxide nanoparticles is concentrationdependent, the determination of the appropriate concentration of iron oxide nanoparticles is very important to prevent cell damage or cell death due to apoptosis. The aim of this study was to find a concentration of SPIONs which does not result in apoptosis. Therefore, the effects of different concentrations of iron oxide nanoparticles on cell survival were investigated, and the their effects on increased gene expression involved in apoptosis (p53) in human amniotic membrane derived mesenchymal stem cells (hAMSCs) were evaluated. First, stem cells were extracted from human amniotic membrane tissue and cultured. To demonstrate the multipotent characteristic of hAMSCs, these cells were differentiated into adipose, bone, and chondrocyte cell lines. Then, the viability of the cells treated with different concentrations of iron oxide nanoparticles (200, 150, 100, 50, 0 mu;g / ml) over a period of 24 and 48 hours was evaluated by MTT method. The effect of the concentrations of 0, 100,150 and 200 mu;g / ml of nanoparticles after 24 hours in hAMSCs was investigated for the expression of p53 gene by RealTime PCR. hAMSCs were spindleshaped in a twodimensional culture. Flow cytometry examination of surface markers revealed that these cells were able to express CD 29, CD90 and CD105 but they were unable to express CD34 and CD45. The results of the multipotency assay of hAMSCs showed that these cells were capable of being differentiated into adipocyte, bone and chondrocyte cell lines. Iron oxide nanoparticles had no significant effect on cell survival at the concentrations of 50 and 100 mu;g / ml in 24 hours. However, cell viability decreased significantly after the concentration of 150 mu;g / ml (42 ± 1.4%, p<0. 001. The results of RealTime PCR analysis showed that the expression of p53 gene significantly increased at concentrations of 150 (2.4 ±0.1, P < 0. 001) and 200 mu;g / ml (4.1 ± 0.11, P < 0. 001). According to the results, the nanoparticles used in this study were appropriate at concentrations ge; 100 mu;g / ml for cell tracking.