Studio della via dell'apoptosi mitocondriale-dipendente e del livello di perossidazione lipidica indotta da nanoparticelle d'argento biosintetizzate: attivazione della caspasi-3, regolazione di BAK1/BCLx e produzione di malondialdeide

Silver nanoparticles (AgNPs) are currently attracting the attention of many researchers, thanks to their particular physical, chemical and biological properties. There is a solid evidence that biogenic AgNPs can act as strong anticancer agents, through the production of reactive oxygen species (ROS), and start the mitochondrial pathway of apoptosis. Nepeta Bracteata Benth flower extract was used for the first time for the biosynthesis of AgNPs, and to study their cytotoxic and apoptotic effects on SK-BR-3 cells; in particular, the AgNPs were biosynthesized at 70 °C, after mixing silver nitrate and flower extract, with a specific ratio and concentration, then they were analyzed using various analytical techniques (FESEM, FTIR, zeta potential). Studies have shown that AgNPs have an irregular and circular shape, and are made up of 99% silver, carbon and oxygen; furthermore, the appropriate dimensions (<57 nm) and the negative surface charge (-11.52 mV) determine their high stability in biological fluids. AgNPs have a better cytotoxic effect, compared to flower extract, on SK-BR-3 cells, confirmed by the MTT method, sulforhodamine B staining and flow cytometry, which demonstrated that AgNPs are able to reduce the density of tumor cells in a concentration-dependent manner, inducing apoptosis. The real-time PCR highlighted an increase in the BAK1/BCLX ratio and an overpressure of caspase 3, thanks to the active biomolecules present in the plant extract, responsible for the production of ROS. Finally, the negligible oxidative stress on erythrocytes was confirmed by the lipid peroxidation method, which demonstrated how AgNPs can be used for the treatment of breast cancer without showing side effects.

Attualmente le nanoparticelle di argento (AgNPs) stanno attirando l’attenzione di molti ricercatori, grazie alle loro particolari proprietà fisiche, chimiche e biologiche. Vi è una solida prova del fatto che le AgNPs biogeniche possano agire come forti agenti antitumorali, attraverso la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), e avviare la via mitocondriale dell’apoptosi. È stato utilizzato per la prima volta l’estratto di fiori di Nepeta Bracteata Benth per la biosintesi delle AgNPs, e per studiarne gli effetti citotossici e apoptotici sulle cellule SK-BR-3; in particolare le AgNPs sono state biosintetizzate a 70 °C, dopo aver miscelato nitrato di argento ed estratto di fiori, con un rapporto ed una concentrazione specifici, quindi sono state analizzate mediante l’utilizzo di varie tecniche analitiche (FESEM, FTIR, potenziale zeta). Gli studi hanno dimostrato che le AgNPs hanno una forma irregolare e circolare, e sono costituite per il 99% da argento, carbonio ed ossigeno; inoltre le dimensioni appropriate(<57 nm) e la carica superficiale negativa (-11,52 mV) ne determinano un’elevata stabilità nei fluidi biologici. Le AgNPs hanno un migliore effetto citotossico, rispetto all’estratto di fiori, sulle cellule SK-BR-3, confermato dal metodo MTT, dalla colorazione con sulforodamina B e dalla citometria a flusso, i quali hanno dimostrato come le AgNPs siano in grado di ridurre la densità delle cellule tumorali in modo dipendente dalla concentrazione, inducendone l’apoptosi. La real-time PCR ha evidenziato un aumento del rapporto BAK1/BCLX ed una iperpressione della caspasi 3, grazie alle biomolecole attive, presenti nell’estratto vegetale, responsabili della produzione di ROS. Infine è stato confermato il trascurabile stress ossidativo sugli eritrociti, mediante il metodo della perossidazione lipidica, che ha dimostrato come le AgNPs possano essere utilizzate per il trattamento del cancro al seno senza mostrare effetti avversi.