دانشور پزشکی

دانشور پزشکی

بررسی اثرات سایتوتوکسیک نانوذرات سلنیوم سنتز شده به روش سبز با استفاده از عصاره گیاه Onopordum acanthium بر سطح فعالیت کاسپازهای 3، 8 و 9 در سلول‌های سرطانی تخمدان (OVCAR-3)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه زیست‌شناسی سلولی و مولکولی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
2 گروه بیولوژی، کالج بین‌المللی اویسینا، بوداپست، مجارستان
چکیده
مقدمه و هدف:نانوذرات سلنیوم به دلیل خواص زیستی و ضدسرطانی چشمگیر، توجه فراوانی در حوزه درمان سرطان به خود جلب کرده‌اند.هدف این مطالعه،بررسی اثرات سایتوتوکسیک نانوذرات سلنیوم سنتز شده به روش سبز با استفاده از عصاره گیاه Onopordum acanthium بر فعالیت کاسپازهای ۳، ۸و ۹در رده سلولی سرطان تخمدانOVCAR-3 است.
مواد و روش‌ها:در این مطالعه تجربی–آزمایشگاهی، نانوذرات سلنیوم به روش سبز و با استفاده از عصاره هیدروالکلی گیاه خارپنبه سنتز شدند. جهت شناسایی و تعیین ویژگی‌های نانوذرات، از تکنیک‌هایXRD، FTIRو EDXبهره گرفته شد.سلول‌های سرطانی OVCAR-3 در محیط کشت DMEMرشد داده شدند و پس از تیمار با غلظت‌های مختلف نانوذرات سلنیوم (۱۵/۶۲، ۳۱/۲۵، ۶۲/۵، ۱۲۵، ۲۵۰ و ۵۰۰ میکروگرم بر میلی‌لیتر)، زنده‌مانی سلول‌ها با استفاده از آزمون MTT ارزیابی گردید.همچنین، فعالیت کاسپازها پس از تیمار سلول‌ها با دوز سایتوتوکسیک نانوذرات سلنیوم (۱۱۷ میکروگرم بر میلی‌لیتر)بررسی شد.داده‌ها با استفاده از آزمون t مستقل تحلیل گردیدند.
یافته‌ها:آنالیز XRD وجود ساختار کریستالی مناسب در نانوذرات را تأیید کرد.طیف FTIR نشان‌دهنده حضور گروه‌های عاملی مرتبط با نانوذرات بود و آزمون EDX نیز وجود عنصر سلنیوم با خلوص بالا را اثبات نمود. نانوذرات سلنیوم در غلظت‌های ۲۵۰ و ۵۰۰ میکروگرم بر میلی‌لیتر، کاهش معناداری در زنده‌مانی سلول‌ها ایجاد کردند. همچنین، فعالیت کاسپازهای ۳ و ۸ به‌طور معناداری افزایش یافت، در حالی‌که اثر بر کاسپاز ۹ محدودتر بود)001/0 < p).
نتیجه‌گیری:نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که نانوذرات سلنیوم می‌توانند با فعال‌سازی مسیرخارجی آپوپتوز،موجب مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلول‌های سرطانی تخمدان شوند.بنابراین، این نانوذرات پتانسیل استفاده به‌عنوان یک گزینه درمانی نوین و مؤثر در درمان سرطان تخمدان را دارند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

1.     Aranda E, Hedayat S, Shalapour S. Caspase signaling in ovarian cancer: mechanisms and therapeutic opportunities. Cell Death Dis. 2023;14(4):210.
2.     Smith LM, Wilson TR. Targeting caspase-mediated apoptosis in ovarian carcinoma. Cancer Lett. 2022;532:215–223.
3.     Johnson A, Kasim K. Mechanisms of apoptosis resistance in ovarian cancer: Key roles of caspases. Oncol Rep. 2021;46(3):1124–1136.
4.     Kavousi K, Faghfouri L, Mirzaei H, Farahani SM, Ghaffari H, Razavi S, Poormoghadam D, Fathi F. Selenium nanoparticles synthesized using Anthemis atropatana extract induce caspase-dependent apoptosis in breast cancer cells. J Biomed Nanotechnol. 2025;21(1):135–145.
5.     Formisano C, Rigano D, Russo A, Cardile V, Caggia S, Arnold NA, Mari A, Piacente S, Rosselli S, Senatore F, Bruno M. Phytochemical profile and apoptotic activity of Onopordum cynarocephalum. Planta medica. 2012 Oct;78(15):1651-60.
6.     kamil thamer Ali S. Phytochemical Investigation and Antioxidant Activity of Onopordum acanthium L. in Different Regions of Western Iraq Using GC-MS Analysis. Wasit Journal for Pure sciences. 2024 Dec 30;3(4):260-72.
7.     Delalat R, Sadat Shandiz SA, Pakpour B. Antineoplastic effectiveness of silver nanoparticles synthesized from Onopordum acanthium L. extract (AgNPs-OAL) toward MDA-MB231 breast cancer cells. Molecular Biology Reports. 2022 Feb;49(2):1113-20.
8.     Shahcheraghi SN, Sadat Shandiz SA, Pakpour B. An eco-friendly fabrication of silver chloride nanoparticles (AgCLNPs) using Onopordum acanthium L. extract induces apoptosis in breast cancer MDA-MB-232 cells. BioNanoScience. 2022 Jun;12(2):339-50.
9.     Qian Z, Ma L, Wang X, Li Y, Liu D, Zhang T, Chen Z, Zhou Y. Green synthesis of selenium nanoparticles and their application in inducing apoptosis of cancer cells via caspase pathways. Nanomedicine. 2023;41:102484.
10.  Bidkar AP, Patil SM, Shirke SS, Shinde DB, Ambore SS, Pawar SS. Selenium nanoparticles loaded with paclitaxel induce apoptosis through ROS-mediated caspase activation in cancer cells. Int J Pharm. 2023;617:121616.
11.  Zhao Y, Wu J, Zhang C, Li H, Chen Y, Wang S, Liu Y. Selenium nanoparticles induce apoptosis in ovarian cancer cells via increased reactive oxygen species and caspase activation. Front Oncol. 2024;14:1078921.
12.  Lee H, Kim S, Lee SJ, Choi JY, Park JH, Kim HJ. Honey-mediated biosynthesis of selenium nanoparticles induces apoptosis through caspase activation in OVCAR-3 cells. J Cell Biochem. 2024;125(5):717–728.
13.  Chen M, Li J, Zhang Y, Wang H, Sun L, Xu W, Zhou Q, Mao H. Enhanced apoptosis induction by selenium nanoparticles in ovarian cancer cells through caspase-mediated pathways. Biomed Pharmacother. 2024;158:113761.
14.  Wang F, Wu D, Xu Y, Li X, Zhang P, Zhao L, Huang J. Anticancer effects of green-synthesized selenium nanoparticles on ovarian carcinoma cells via caspase activation. J Trace Elem Med Biol. 2023;70:126939.
15.  Liu X, Cao C, Yin J, Lin Y, Xiang M, Zhu W, He L. Synergistic anti-ovarian cancer activity of plant-extract-mediated selenium nanoparticles through apoptosis induction. Colloids Surf B Biointerfaces. 2023;224:113060.
16.  Zhang T, Huang Q, Li H, Chen Z, Zhou Y, Qian Z, Ma L. Selenium nanoparticles synthesized using honey trigger apoptosis in ovarian cancer cells via ROS and caspase activation. J Cell Physiol. 2024;239(3):1884–1895.
17.  Nasir A, Mhd Saeed FN, Omar H, Yee SK, Rajandram R, Li HC. Phytochemicals-assisted synthesis of selenium nanoparticles: characterization and anticancer activity. Int J Mol Sci. 2023;24(15):10922.
18.  Farahani SM, Ghafourian A, Tavakoli A, Kavousi K, Mehdizadeh A. Green synthesis of selenium nanoparticles using plant extracts: a review of recent advancements in synthesis, characterization, and anticancer applications. J Drug Deliv Sci Technol. 2023;77:103953.
19.  Yang Y, Chen Y, Wu M, Zhang Q, Liu J, Zhao Y. Limited cytotoxicity and necroptosis induction by selenium nanoparticles in selected cancer cells. Biomolecules. 2023;13(8):1120.
20.  Shahcheraghi SN, Sadat Shandiz SA, Pakpour B. An eco-friendly fabrication of silver chloride nanoparticles (AgCLNPs) using Onopordum acanthium L. extract induces apoptosis in breast cancer MDA-MB-232 cells. BioNanoScience. 2022;12(2):339-350.
21.  Ahmed ME, Alzahrani KK, Fahmy NM, Almutairi HH, Almansour ZH, Alam MW. Colistin-Conjugated Selenium Nanoparticles: A Dual-Action Strategy Against Drug-Resistant Infections and Cancer. Pharmaceutics. 2025;17(5):556. doi: 10.3390/pharmaceutics17050556.
22.  Ramamurthy CH, Sampath KS, Arunkumar P, Kumar MS, Sujatha V, Premkumar K, Thirunavukkarasu C. Green synthesis and characterization of selenium nanoparticles and its augmented cytotoxicity with doxorubicin on cancer cells. Bioprocess Biosyst Eng. 2013;36:1131-1139. doi: 10.1007/s00449-012-0867-1.
23.  Liu G, Ling J, He L, Xu Y, Chen T, Shi C, Luo L. Theranostic Cancer Treatment Using Lentinan-Coated Selenium Nanoparticles and Label-Free CEST MRI. Pharmaceutics. 2022;15(1):120. doi: 10.3390/pharmaceutics15010120.
24.  Rostami Motamed H, Shariati M, Ahmadi R, Khatamsaz S, Mokhtari M. The effect of progesterone on caspase 8, 9 and 3 activity and investigation of morphological changes in MCF-7 cells nuclei. Daneshvar. 2020;28(3):71-79.
25.  Amiri H, Hashemy SI, Sabouri Z, Javid H, Darroudi M. Green synthesized selenium nanoparticles for ovarian cancer cell apoptosis. Research on Chemical Intermediates. 2021;47:2539-2556.
26.  Alagesan V, Venugopal S. Green Synthesis of Selenium Nanoparticle Using Leaves Extract of Withania somnifera and Its Biological Applications and Photocatalytic Activities. BioNanoScience. 2019;9:105–116.
27.  Spyridopoulou K, Aindelis G, Pappa A, Chlichlia K. Anticancer activity of biogenic selenium nanoparticles: Apoptotic and immunogenic cell death markers in colon cancer cells. Cancers. 2021 Oct 24;13(21):5335.
28.  Hosseinpour L, Baharara J, Darroudi M, Sabouri Z, Haji Ghasem Kashani M, Zaker Bostanabad S. Green synthesis of selenium nanoparticles using Cordia myxa extract and assessment of their cytotoxic and antioxidant properties. Avicenna Journal of Phytomedicine. 2025 Apr 23.
29.  Ali BA, Allam RM, Hasanin MS, Hassabo AA. Biosynthesis of selenium nanoparticles as a potential therapeutic agent in breast cancer: G2/M arrest and apoptosis induction. Toxicology Reports. 2024;13:101792.
30.  Hasani S, Sadat Shandiz SA, Pakpour B. Cytotoxicity and Apoptotic Effects of Selenium Nanoparticles Toward HT29 Colon Cancer Cells. Cell and Tissue Journal. 2024;15(3):190-202.
31.  Toubhans B, Gazze SA, Bissardon C, Bohic S, Gourlan AT, Gonzalez D, Charlet L, Conlan RS, Francis LW. Selenium nanoparticles trigger alterations in ovarian cancer cell biomechanics. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. 2020;29:102258.
32.  Irannejad F, Shahbazi S, Reiisi S, Heidari R. Study of the effect of zinc oxide, selenium, and silver nanoparticles on the expression level of oxidative stress-associated genes in ovarian cancer. Medical Oncology. 2025;42(2):39.
33.  Varlamova EG, Goltyaev MV, Mal’tseva VN, Turovsky EA, Sarimov RM, Simakin AV, Gudkov SV. Mechanisms of the cytotoxic effect of selenium nanoparticles in different human cancer cell lines. Int J Mol Sci. 2021;22(15):7798. doi: 10.3390/ijms22157798.
34.  Li Y, Lin Z, Zhao M, Xu T, Wang C, Xia H, Wang H, Zhu B. Multifunctional selenium nanoparticles as carriers of HSP70 siRNA to induce apoptosis of HepG2 cells. International journal of nanomedicine. 2016 Jul 5:3065-76.
35.  Othman MS, Obeidat ST, Al-Bagawi AH, Fareid MA, Fehaid A, Moneim AE. Green-synthetized selenium nanoparticles using berberine as a promising anticancer agent. J Integr Med. 2022;20(1):65-72. doi: 10.1016/j.joim.2021.11.002.
36.  Shi XD, Tian YQ, Wu JL, Wang SY. Synthesis, characterization, and biological activity of selenium nanoparticles conjugated with polysaccharides. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2021 Jul 20;61(13):2225-36.
37.  Cui D, Liang T, Sun L, Meng L, Yang C, Wang L, Liang T, Li Q. Green synthesis of selenium nanoparticles with extract of hawthorn fruit induced HepG2 cells apoptosis. Pharmaceutical Biology. 2018;56(1):528-534.
38.  Gao X, Yao Y, Chen X, Lin X, Yang X, Ho CT, Li B, Chen Z. Lentinan-functionalized selenium nanoparticles induce apoptosis and cell cycle arrest in human colon carcinoma HCT-116 cells. Front Nutr. 2022;9:987807.
39.  Alkhudhayri AA, Wahab R, Siddiqui MA, Ahmad J. Selenium nanoparticles induce cytotoxicity and apoptosis in human breast cancer (MCF-7) and liver (HEPG2) cell lines. Nanoscience and Nanotechnology Letters. 2020 Mar 1;12(3):324-30.