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In Situ Biosynthesized Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles (SPIONS) Induce Efficient Hyperthermia in Cancer Cells
ACS Applied Bio Materials ( IF 4.6 ) Pub Date : 2020-01-27 , DOI: 10.1021/acsabm.9b00720 Swati Kaushik 1 , Jijo Thomas 1 , Vineeta Panwar 1 , Hasan Ali 1 , Vianni Chopra 1 , Anjana Sharma 1 , Ruchi Tomar 1 , Deepa Ghosh 1
ACS Applied Bio Materials ( IF 4.6 ) Pub Date : 2020-01-27 , DOI: 10.1021/acsabm.9b00720 Swati Kaushik 1 , Jijo Thomas 1 , Vineeta Panwar 1 , Hasan Ali 1 , Vianni Chopra 1 , Anjana Sharma 1 , Ruchi Tomar 1 , Deepa Ghosh 1
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Despite the promising role of magnetic hyperthermia in cancer therapy, its use in patients has been restricted by hurdles that include inefficient targeting of magnetic particles to the tumor site, limited bioavailability, and high toxicity, etc. Taking advantage of the unique metabolic property of cancer cells, we explored the potential of these cells to biosynthesize magnetic nanoparticles for potential hyperthermia applications. Treatment of cancer cells with a mixture of FeCl2 and zinc gluconate resulted in a significant increase in intracellular Fe and Zn content in these cells. Exposure of these cells to an alternating magnetic field (AMF) for 30 min resulted in a substantial temperature rise of 5–6 °C. The in situ formed particles were identified as iron oxide and ZnO nanoparticles. Based on the magnetic property and size, the iron oxide nanoparticles were classified as superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONS) comprising a mixture of magnetite (Fe3-δO4) and maghemite (γ-Fe2O3). The role of reactive oxygen species (H2O2) and the involvement of the glycolytic pathway in the biosynthesis of the nanoparticles were confirmed using appropriate in vitro studies. The simplicity of treatment, the specificity of cells capable of synthesis of SPIONS, and the hyperthermia response observed in cancer cells indicate a promising strategy to achieve effective magnetic hyperthermia for cancer therapy.
中文翻译：
原位生物合成的超顺磁性氧化铁纳米颗粒 (SPIONS) 在癌细胞中诱导有效的热疗
尽管磁热疗在癌症治疗中发挥着巨大的作用，但其在患者中的应用一直受到障碍的限制，包括磁性粒子对肿瘤部位的靶向性低、生物利用度有限和毒性高等。利用癌症独特的代谢特性细胞，我们探索了这些细胞生物合成磁性纳米粒子以用于潜在的热疗应用的潜力。用 FeCl 2的混合物治疗癌细胞葡萄糖酸锌导致这些细胞中细胞内 Fe 和 Zn 含量显着增加。将这些细胞暴露在交变磁场 (AMF) 中 30 分钟，导致温度大幅上升 5-6°C。原位形成的颗粒被鉴定为氧化铁和ZnO纳米颗粒。基于磁性和尺寸，氧化铁纳米粒子被分类为包含磁铁矿（Fe 3 -δO 4）和磁赤铁矿（γ-Fe 2 O 3 ）的混合物的超顺磁性氧化铁纳米粒子（SPIONS ）。活性氧（H 2 O 2) 并且使用适当的体外研究证实了糖酵解途径参与纳米颗粒的生物合成。治疗的简单性、能够合成 SPIONS 的细胞的特异性以及在癌细胞中观察到的热疗反应表明实现有效的磁热疗用于癌症治疗的有希望的策略。
更新日期：2020-01-29
中文翻译：
原位生物合成的超顺磁性氧化铁纳米颗粒 (SPIONS) 在癌细胞中诱导有效的热疗
尽管磁热疗在癌症治疗中发挥着巨大的作用，但其在患者中的应用一直受到障碍的限制，包括磁性粒子对肿瘤部位的靶向性低、生物利用度有限和毒性高等。利用癌症独特的代谢特性细胞，我们探索了这些细胞生物合成磁性纳米粒子以用于潜在的热疗应用的潜力。用 FeCl 2的混合物治疗癌细胞葡萄糖酸锌导致这些细胞中细胞内 Fe 和 Zn 含量显着增加。将这些细胞暴露在交变磁场 (AMF) 中 30 分钟，导致温度大幅上升 5-6°C。原位形成的颗粒被鉴定为氧化铁和ZnO纳米颗粒。基于磁性和尺寸，氧化铁纳米粒子被分类为包含磁铁矿（Fe 3 -δO 4）和磁赤铁矿（γ-Fe 2 O 3 ）的混合物的超顺磁性氧化铁纳米粒子（SPIONS ）。活性氧（H 2 O 2) 并且使用适当的体外研究证实了糖酵解途径参与纳米颗粒的生物合成。治疗的简单性、能够合成 SPIONS 的细胞的特异性以及在癌细胞中观察到的热疗反应表明实现有效的磁热疗用于癌症治疗的有希望的策略。
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