Düşük güçte lazer uygulanmış altın nanoparçacıklarının hidatik kist protoskoleksleri üzerine etkisinin araştırılması

Investigating the effect of gold nanoparticles on hydatid cyst protoscolices under low-power green laser irradiation

Abstract

Giriş ve Amaç: Hidatik kistin içindeki protoskoleksleri öldürmek için çeşitli skolosidal ajanlar kullanılmıştır. Skolosidal ajanların istenmeyen komp-likasyonları, hidatik kistin tedavi yöntemini sınırlandırmaktadır. Bu nedenle vücuda zararlı olmayan yeni skolosidal ajanlara ihtiyaç duyulmaktadır. Fototermal altın nanopartikülleri (AuNPs) kist sıvısı içindeki protoskolekslerin etrafını sararak lazer ışını altında, ışınların enerjisini absorbe edip ısı enerjisine dönüştürmek suretiyle protoskoleksleri öldürmektedir. Çalışmada, biyo-uyumlu fototermal altın nanopartiküllerini (AuNPs) karaciğer hidatik kistlerini tedavi etmek için toksik olmayan bir skolosidal ajan olarak uyguladık. Gereç ve Yöntem: Protoskoleksler infekte koyun karaciğerlerinden elde edildi. Her bir çalışma grubu için içinde 1,5 mL kist sıvısı içeren tüpler oluşturuldu. Tüpler 5 gruba ayrıldı. Kontrol grubu, sadece AuNPs eklenen grup, sadece lazer uygulanan grup, yüksek doz AuNPs eklenip lazer uygulanan grup, düşük doz AuNPs eklenip lazer uygulanan gruplar idi. İki farklı konsantrasyonda (0,4 ve 0,8 mL) AuNPs ve üç farklı güçte lazer (30, 50, 150 mW), 30, 60, 120 dakika sürelerle gruplara uygulandı. Daha sonra kist sıvıları ışık mikroskobu altında incelendi ve protoskolekslerin canlılıkları değerlendirildi. Bulgular: Yüksek doz AuNPs eklenen ve 150 mW lazerin 120 dakika uygulandığı grupta %89.30 protoskoleks ölümü sağlandı. Fakat sadece AuNPs eklenen ve sadece lazer uygulanan gruplarda anlamlı ölüm oranları ile karşılaşılmadı. AuNPs dozunun, lazer gücünün veya sürenin arttırılması ile protoskoleks ölümünün de arttığı tespit edildi. Sonuç: Çalışmada, AuNPs’nin lazer ışını altında, hidatik kist tedavisinde etkili bir skolosidal ajan olabildiği başarılı bir şekilde gösterildi.

Özet

Objective: Various scolicidal agents are applied for the destruction of protoscolices in cysts media. Undesirable complications of the scolicidal agents limit the techniques to treat the cyst disease. Therefore, new non-toxic scolicidal agents are needed. Upon laser light irradiation, the photothermal gold nanoparticles (AuNPs) convert the absorbed laser light into heat through photothermal effect which kills the surrounding protoscolices by rising the temperature of the cysts media. In this study, we introduced biocompatible AuNPs as a non-toxic scolicidal agent to cure liver hydatid cysts.Material and Methods: The protoscoleces were collected from the livers of naturally infected sheeps. In each experimental group, 1.5 mL suspensions of hydatid liquid containing protoscolices were added to test tubes. The test tubes were divided into five groups. Control, AuNPs only, Green laser only, High-dose AuNPs + laser and Low-dose AuNPs + laser groups. Two concentrations (0.4 and 0.8 mL) of AuNPs and three laser powers (30, 50, 150 mW) were applied for 30, 60 and 120 minutes to the groups. Then the ciysts liquid assessed under a light microscope and determined the viability of protoscoleces.Results: Protoscolices in high-dose AuNPs group were destructed up to 89.30% deaths under 150 mW laser power for 120 minutes. However, negligible cell deaths were observed in cases where only AuNPs added or only laser irradiated groups. Increasing the dose of AuNPs or laser power or duration of aplication increased the protoscolosidal death rate.Conclusion: In the study, we have successfully demonstrated that the AuNPs are an effective therapeutic and scolicidal agent to cure hydatid cyst disease under laser irradiation.