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Cytotoxic Effect of Photoluminescent RE3+ Doped Ca3(PO4)2 Nanorods on Breast Cancer Cell Lines - 24/05/19

Doi : 10.1016/j.irbm.2019.05.001 
V.R. Bheeram a, R.R. Malla b, , S. Kumari b, A. Saha c, S.B. Mukkamala a
a Nanoscience & Nanotechnology Laboratory, Department of Chemistry, Institute of Science, GITAM (Deemed to be University), Visakhapatnam-530045, A.P., India 
b Cancer Biology Laboratory, Department of Biochemistry, Institute of Science, GITAM (Deemed to be University), Visakhapatnam-530045, A.P., India 
c UGC-DAE Consortium for Scientific Research, Kolkata-700098, W.B., India 

Corresponding author at: Dept. of Biochemistry and Bioinformatics, GIS, GITAM (Deemed to be University), Rushikonda, Visakhapatnam, Andhra Pradesh-530045, India.Dept. of Biochemistry and BioinformaticsGISGITAM (Deemed to be University)RushikondaVisakhapatnamAndhra Pradesh530045India
Sous presse. Épreuves corrigées par l'auteur. Disponible en ligne depuis le vendredi 24 mai 2019
Cet article a été publié dans un numéro de la revue, cliquez ici pour y accéder

Graphical abstract

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Highlights

Biomedical application of rare earth doped calcium phosphate.
Ca3(PO4)2:Tb3+, Ce3+ phosphor cytotoxicity against breast cancer.
Therapeutic applications of Ca3(PO4)2:Tb3+, Ce3+ phosphor.

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Abstract

Background

Breast cancer reported in the young women exhibits high local and distant recurrence and a poor prognosis. Rare earth doped calcium phosphate phosphors have been extensively investigated due to their unique applications in biomedicine.

Methods

In the current study, Tb3+, Ce3+ doped Ca3(PO4)2 phosphor were prepared by hydrothermal method at 150°C using citric acid as additive and characterized by PXRD, FT-IR, TG-DTA, EDX, TEM and PL techniques. The photoluminescence properties of Tb3+, Ce3+ doped Ca3(PO4)2 phosphor was investigated upon photo excitation at 240 nm. Antiproliferative activity was evaluated by MTT, BrdU proliferation, ELISA, Methylene blue and caspase-3 assays.

Results

Ca3(PO4)2:Tb3+, Ce3+ phosphor exhibited needle like morphology with length and width ∼100-500 nm and ∼40-50 nm, respectively. It exhibited green emission at 550 nm corresponding to 5D47F5 transition with the CIE coordinates (x, y) as (0.284, 0.614). It also showed remarkable concentration dependent cytotoxicity against MCF-7 as well as MDA-MB 231 cells with negligible cytotoxicity compared to MCF-12A, a human epithelial healthy cell line. It reduced the proliferative index of both cell lines in a concentration dependent manner by inhibiting DNA synthesis and Ki67 protein. It also induced distinct apoptotic changes in the morphology of cell and nucleus and also activated the caspase-3 activity in breast cancer cell lines.

Conclusion

The results suggest that Ca3(PO4)2:Tb3+, Ce3+ phosphor may be useful for therapeutic application in clinical settings.

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Keywords : Ca3(PO4)2, Photoluminescence, Nano rods, Cytotoxicity


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