Modifiye edilmiş gümüş nanoparçacıkların hücresel alımları ve sitotoksisitesi
Cellular uptake and cytotoxicity of modified silver nanoparticles
Yazar: DİLEK ÇAM
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA ÇULHA ; PROF. DR. FATMA ÜNAL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu çalışmada, gümüş nanoparçacıkların (GNP) ve bu GNP'ların glukoz, laktoz, oligonükleotid ve Cy5'in (floresans boya) çeşitli kombinasyonlarıyla modifiye edilmiş hallerinin, insan akciğer kanseri (A549) hücreleri ve immortilize edilmiş fare fibroblast (L929) hücreleri tarafından alımları, sitoplazmik lokalizasyonları/davranışları ve sitotoksisiteleri araştırılmıştır. Modifiye edilen GNP'lar (MGNP); Ag/Glukoz, Ag/Laktoz, Ag/ssDNA, Ag/Glukoz/ssDNA, Ag/Laktoz/ssDNA, Ag/ssDNA/Cy5, Ag/Glukoz/ssDNA/Cy5, Ag/Laktoz/ssDNA/Cy5 şeklinde hazırlanmış; 100 ?l olmak üzere tek konsantrasyon kullanılarak A549 ve L929 hücreleri ile 1 s, 6 s ve 24 s inkübe edilmiş ve bu nanoparçacıkların (NP) hücresel alımları incelenmiştir. Ayrıca MTS (hücre proliferasyonu testi) testi ile, hücrelere uygulanan bu NP konsantrasyonunun sitotoksik etkilerinin olup olmadığı araştırılmıştır. Sitotoksisite testinde DMSO (Dimetilsülfoksit) pozitif kontrol (PK), besiyeri ise negatif kontrol (NK) olarak kullanılmıştır. Çeşitli GNP'lar ile muamele edilen hücrelerin, NP'ları alım oranları, farklı inkübasyon süreleriyle değişkenlik göstermiştir. Bu NP'lar arasında L929 hücreleri tarafından Ag/Glukoz'un ilk 1 saatteki alımı %33 oranla en fazla alınan NP olurken; A549 hücreleri tarafından Ag/Laktoz, %68 oranla 6. saatte en fazla alınan NP olmuştur. Stoplazmik lokalizasyonlara bakıldığında, bu NP'lar L929 hücrelerinde genellikle küçük toplanmalar oluşturarak, sitoplazmanın her yerinde rastgele dağılım göstermiştir. A549 hücrelerinde ise özellikle Cy5 bulunan GNP'lar daha büyük toplanmalar oluşturmuş ve genellikle sitoplazmanın orta kısımlarında yerleşmiştir. GNP'lar bu konsantrasyonda L929 hücrelerine uygulandığında sitotoksisite göstermezken, A549 hücrelerinde Ag/Glukoz/ssDNA/Cy5, %24 olmak üzere en fazla sitotoksik etki gösteren NP olmuştur. Bu sonuçlar, hazırlanan GNP'ların sağlıklı ve kanserli hücrelere uygulandığında, kanserli hücreler tarafından bazılarının seçici olarak alınabildiğini ve stoplazmik yerleşim açısından fototermal kanser terapi uygulamalarında önemli olabilecek toplanmalar oluşturabileceğini göstermiştir. Ayrıca, hücrelere bu konsantrasyonda uygulanan NP'lar, L929 hücrelerinde toksik etki oluşturmazken, A549 hücrelerinde toksisite göstermesinden dolayı, kanserli hücrelerin GNP'lar aracılığıyla tedavi imkanlarının iyileştirilebileceği düşüncesini ortaya çıkarmıştır.

Abstract:
In this study, for A549 (human lung cancer cells) and L929 (immortalized mouse fibroblast cells) cells; cellular uptake, cytoplasmic localizations or behaviors and cytotoxicity of silver nanoparticles (SNPs) and their chemically modifications one by one and by different combinations with glucose, lactose, oligonucleotide and fluorescence dye (Cy5) are investigated. The modified SNPs (MSNPs) prepared as Ag/Glucose, Ag/Lactose, Ag/ssDNA, Ag/Glucose/ssDNA, Ag/Lactose/ssDNA, Ag/ssDNA/Cy5, Ag/Glucose/ssDNA/Cy5, Ag/Lactose/ssDNA/Cy5 were incubated with A549 and L929 cells during 1 h, 6 h and 24 h, and cellular uptake of these nanoparticles (NPs) was examined. Additionally, by MTS (cell proliferation assay) assay, it was investigated whether the applied concentration of these NPs had cytotoxic effect or not. DMSO (Dymethylsulfoxide) was used for positive control, medium was used for negative control in the cytotoxicity test. For the cells incubated with different SNPs, variant cellular uptake ratios were detected during different incubation times. Among these NPs, while for L929 cells, cellular uptake of Ag/Glucose at the first hour was the most amount NPs with 33%; for A549 cells cellular uptake of Ag/Lactose was the most amount NPs with 68% at 6th hour. As for cytoplasmic localization of NPs, whereas the NPs in the L929 cells formed small aggregates and they diffused randomly in the cell cytoplasm; in A549 cells, especially dye included SNPs formed large aggregates in the cytoplasm. When this concentration of all SNPs was applied to L929 cells, no cytotoxicity was observed. In A549 cells, on the other hand, Ag/Glucose/ssDNA/Cy5 had the most cytotoxic effect with 24%. These results showed that when prepared SNPs are applied to healthy and cancer cells, some of the NPs are uptaken selectively for cancer cells; and in the terms of cytoplasmic localization and aggregations of NPs become an important tool for the phototermal cancer therapy applications. While the applied concentration of the nanoparticles didn?t show toxic effect to the L929 cells but they were toxic to A549 cells; enhanced treatment opportunities of cancer cells via SNPs was risen due to spontaneous toxic effect only in the cancer cells.