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Biomedicine and pharmacotherapy

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Oxidative stress cytotoxicity induced by platinum-doped magnesia nanoparticles in cancer cells - 16/04/21

Doi : 10.1016/j.biopha.2021.111483 
Mohamed Qasim Al-Fahdawi a, Faris A.J. Al-Doghachi b, Qasim Khlaif Abdullah c, Ruaa Tareq Hammad d, Abdullah Rasedee e, ⁎ , Wisam Nabeel Ibrahim f, g, ⁎ , Hussah Abdullah Alshwyeh h, Areej A Alosaimi h, Sahar Khamees Aldosary h, Eltayeb E.M. Eid i, ⁎ , Rozita Rosli a, Y.H. Taufiq-Yap j, k, Nagi A. Al-Haj a, l, Mothanna Sadiq Al-Qubaisi a
a Institute of Bioscience, Universiti Putra Malaysia, 43400 UPM Serdang, Selangor, Malaysia 
b Department of Chemistry, Faculty of Science, University of Basra 61004, Basra, Iraq 
c DCH/Pediatric Department, Ramadi Teaching Hospital for Gynecology and Childhood, University of Anbar, Ramadi, Iraq 
d Department of Chemistry, Faculty of Science; University of Anbar, Ramadi, Iraq 
e Department of Veterinary Laboratory Diagnosis, Faculty of Veterinary Medicine, Universiti Putra Malaysia, 43400 UPM Serdang, Selangor, Malaysia 
f Department of Biomedical Science, College of Health Sciences, QU health, Qatar University, Doha, Qatar 
g Biomedical and Pharmaceutical Research Unit, QU health, Qatar University, Doha, Qatar 
h Department of Biology, College of Science, Imam Abdulrahman Bin Faisal University (IAU), Dammam 31441-1982, Saudi Arabia 
i Department of Pharmaceutical Chemistry and Pharmacognosy, Unaizah College of Pharmacy, Qassim University, Saudi Arabia 
j Catalysis Science and Technology Research Centre, Faculty of Science; Universiti Putra Malaysia, 43400 UPM Serdang, Selangor, Malaysia 
k Faculty of Science and Natural Resources, Universiti Malaysia Sabah, 88300 Kota Kinabalu, Sabah, Malaysia 
l Faculty of Medicine and Health Sciences, Sana’a University, Yemen 

⁎Corresponding author.⁎⁎Corresponding author at: Department of Biomedical Science, College of Health Sciences, QU health, Qatar University, Doha, Qatar.Department of Biomedical Science, College of Health Sciences, QU health, Qatar UniversityDohaQatar⁎⁎⁎Corresponding author.

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Abstract

The aim of this study was to prepare, characterize, and determine the in vitro anticancer effects of platinum-doped magnesia (Pt/MgO) nanoparticles. The chemical compositions, functional groups, and size of nanoparticles were determined using X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, transmission electron microscopy, and scanning electron microscopy. Pt/MgO nanoparticles were cuboid and in the nanosize range of 30–50 nm. The cytotoxicity of Pt/MgO nanoparticles was determined via the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)−2,5-diphenyltetrazolium bromide assay on the human lung and colonic cancer cells (A549 and HT29 respectively) and normal human lung and colonic fibroblasts cells (MRC-5 and CCD-18Co repectively). The Pt/MgO nanoparticles were relatively innocuous to normal cells. Pt/MgO nanoparticles downregulated Bcl-2 and upregulated Bax and p53 tumor suppressor proteins in the cancer cells. Pt/MgO nanoparticles also induced production of reactive oxygen species, decreased cellular glutathione level, and increased lipid peroxidation. Thus, the anticancer effects of Pt/MgO nanoparticles were attributed to the induction of oxidative stress and apoptosis. The study showed the potential of Pt/MgO nanoparticles as an anti-cancer compound.

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Graphical Abstract




ga1

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Highlights

•
Pt/MgO nanoparticles at 12.5 µg/mL selectively killed lung and colon cancer cells while leaving normal cells unaffected.
•
Pt/MgO nanoparticles induces oxidative stress-mediated apoptosis.
•
The apoptotic effects of Pt/MgO nanoparticles on cancer cells were via both the intrinsic and the extrinsic pathways.

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Keywords : Pt/MgO nanoparticles, Cytotoxicity, Oxidative stress, Lipid peroxidation, Apoptosis, Lung cancer, Colonic cancer


Esquema


☆ The authors have no relevant affiliations or financial involvement with any organization or entity with a financial interest in or financial conflict with the subject matter or materials discussed in the manuscript. This includes employment, consultancies, honoraria, stock ownership or options, expert testimony, grants or patents received or pending, or royalties.


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