Published August 23, 2022 | Version v1
Publication Open

Lentinan-functionalized selenium nanoparticles induce apoptosis and cell cycle arrest in human colon carcinoma HCT-116 cells

Creators

  • 1. Ministry of Agriculture and Rural Affairs
  • 2. Guangdong Academy of Sciences
  • 3. South China Agricultural University
  • 4. Rutgers, The State University of New Jersey

Description

Selenium nanoparticles (SeNPs) have gained extensive attention for their excellent biological activity and low toxicity. However, SeNPs are extremely liable to aggregate into non-bioactive or gray elemental selenium, which limits their application in the biomedicine field. This study aimed to prepare stable SeNPs by using lentinan (LNT) as a template and evaluate its anti-colon cancer activity. The average particle diameter of obtained lentinan-selenium nanoparticles (LNT-SeNPs) was approximately 59 nm and presented zero-valent, amorphous, and spherical structures. The monodisperse SeNPs were stabilized by LNT through hydrogen bonding interactions. LNT-SeNPs solution remained highly stable at 4°C for at least 8 weeks. The stability of LNT-SeNPs solution sharply decreased under high temperature and strong acidic conditions. LNT-SeNPs showed no obvious cytotoxic effect on normal cells (IEC-6) but significantly inhibited the proliferation of five colon cancer cells (HCT-116, HT-29, Caco-2, SW620, and CT26). Among them, LNT-SeNPs exhibited the highest sensitivity toward HCT-116 cells with an IC50 value of 7.65 μM. Also, LNT-SeNPs displayed better cancer cell selectivity than sodium selenite and selenomethionine. Moreover, LNT-SeNPs promoted apoptosis of HCT-116 cells through activating mitochondria-mediated apoptotic pathway. Meanwhile, LNT-SeNPs induced cell cycle arrest at G0/G1 phase in HCT-116 cells via modulation of cell cycle regulatory proteins. The results of this study indicated that LNT-SeNPs possessed strong potential application in the treatment of colorectal cancer (CRC).

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

اكتسبت جسيمات السيلينيوم النانوية (SeNPs) اهتمامًا واسعًا بسبب نشاطها البيولوجي الممتاز وانخفاض سميتها. ومع ذلك، فإن SeNPs عرضة للغاية للتجميع في عنصر سيلينيوم غير نشط بيولوجيًا أو رمادي اللون، مما يحد من استخدامها في مجال الطب الحيوي. هدفت هذه الدراسة إلى إعداد SeNPs مستقرة باستخدام اللنتينان (LNT) كقالب وتقييم نشاطه المضاد لسرطان القولون. كان متوسط قطر الجسيمات للجسيمات النانوية من العدس والسيلينيوم التي تم الحصول عليها (LNT - SeNPs) حوالي 59 نانومتر وقدم هياكل صفرية التكافؤ وغير متبلورة وكروية. تم تثبيت SeNPs أحادية التشتت بواسطة LNT من خلال تفاعلات الترابط الهيدروجيني. ظل محلول LNT - SeNPs مستقرًا بدرجة عالية عند 4 درجات مئوية لمدة 8 أسابيع على الأقل. انخفض استقرار محلول LNT - SeNPs بشكل حاد في ظل درجات الحرارة العالية والظروف الحمضية القوية. لم تظهر LNT - SeNPs أي تأثير واضح للسمية الخلوية على الخلايا الطبيعية (IEC -6) ولكنها أعاقت بشكل كبير تكاثر خمس خلايا سرطان القولون (HCT -116 و HT -29 و Caco -2 و SW620 و CT26). من بينها، أظهرت LNT - SeNPs أعلى حساسية تجاه خلايا HCT -116 بقيمة IC50 تبلغ 7.65 ميكرومتر. أيضًا، أظهرت LNT - SeNPs انتقائية أفضل للخلايا السرطانية من سيلينيت الصوديوم والسيلينوميثيونين. علاوة على ذلك، عززت LNT - SeNPs موت الخلايا المبرمج لخلايا HCT -116 من خلال تنشيط مسار موت الخلايا المبرمج بوساطة الميتوكوندريا. وفي الوقت نفسه، تسبب LNT - SeNPs في توقف دورة الخلية في المرحلة G0/G1 في خلايا HCT -116 عن طريق تعديل البروتينات التنظيمية لدورة الخلية. أشارت نتائج هذه الدراسة إلى أن LNT - SeNPs تمتلك تطبيقًا محتملًا قويًا في علاج سرطان القولون والمستقيم (CRC).

Translated Description (French)

Les nanoparticules de sélénium (SeNP) ont fait l'objet d'une attention soutenue en raison de leur excellente activité biologique et de leur faible toxicité. Cependant, les SeNP sont extrêmement susceptibles de s'agréger en sélénium élémentaire non bioactif ou gris, ce qui limite leur application dans le domaine de la biomédecine. Cette étude visait à préparer des SeNP stables en utilisant le lentinan (LNT) comme modèle et à évaluer son activité anticancéreuse. Le diamètre moyen des particules de nanoparticules de lentinane-sélénium (LNT-SeNPs) obtenues était d'environ 59 nm et présentait des structures à valence nulle, amorphes et sphériques. Les SeNP monodispersés ont été stabilisés par LNT par des interactions de liaison hydrogène. La solution de LNT-SeNPs est restée très stable à 4°C pendant au moins 8 semaines. La stabilité de la solution de LNT-SeNPs a fortement diminué dans des conditions de température élevée et d'acidité forte. Les LNT-SeNP n'ont montré aucun effet cytotoxique évident sur les cellules normales (IEC-6) mais ont significativement inhibé la prolifération de cinq cellules cancéreuses du côlon (HCT-116, HT-29, Caco-2, SW620 et CT26). Parmi eux, les LNT-SeNP présentaient la plus grande sensibilité envers les cellules HCT-116 avec une valeur IC50 de 7,65 μM. De plus, les LNT-SeNP présentaient une meilleure sélectivité des cellules cancéreuses que le sélénite de sodium et la sélénométhionine. De plus, les LNT-SeNP ont favorisé l'apoptose des cellules HCT-116 en activant la voie apoptotique médiée par les mitochondries. Pendant ce temps, les LNT-SeNP induisent un arrêt du cycle cellulaire à la phase G0/G1 dans les cellules HCT-116 via la modulation des protéines régulatrices du cycle cellulaire. Les résultats de cette étude ont indiqué que les LNT-SeNP avaient un fort potentiel d'application dans le traitement du cancer colorectal (CCR).

Translated Description (Spanish)

Las nanopartículas de selenio (SeNP) han ganado gran atención por su excelente actividad biológica y baja toxicidad. Sin embargo, los SeNP son extremadamente propensos a agregarse en selenio elemental no bioactivo o gris, lo que limita su aplicación en el campo de la biomedicina. Este estudio tuvo como objetivo preparar SeNP estables utilizando lentinan (LNT) como plantilla y evaluar su actividad contra el cáncer de colon. El diámetro medio de partícula de las nanopartículas de lentinano-selenio (LNT-SeNP) obtenidas fue de aproximadamente 59 nm y presentaron estructuras de valencia cero, amorfas y esféricas. Los SeNP monodispersos se estabilizaron mediante LNT a través de interacciones de enlaces de hidrógeno. La solución de LNT-SeNP se mantuvo altamente estable a 4 °C durante al menos 8 semanas. La estabilidad de la solución de LNT-SeNP disminuyó bruscamente en condiciones de alta temperatura y fuerte acidez. Los LNT-SeNP no mostraron un efecto citotóxico obvio en las células normales (IEC-6), pero inhibieron significativamente la proliferación de cinco células de cáncer de colon (HCT-116, HT-29, Caco-2, SW620 y CT26). Entre ellos, los LNT-SeNP mostraron la mayor sensibilidad hacia las células HCT-116 con un valor de IC50 de 7,65 μM. Además, los LNT-SeNP mostraron una mejor selectividad de las células cancerosas que el selenito de sodio y la selenometionina. Además, los LNT-SeNP promovieron la apoptosis de las células HCT-116 a través de la activación de la vía apoptótica mediada por mitocondrias. Mientras tanto, los LNT-SeNP indujeron la detención del ciclo celular en la fase G0/G1 en las células HCT-116 a través de la modulación de las proteínas reguladoras del ciclo celular. Los resultados de este estudio indicaron que los LNT-SeNP poseían una fuerte aplicación potencial en el tratamiento del cáncer colorrectal (CCR).

Files

pdf.pdf

Files (12.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:ebaf1641b3631cd179a8882a515d35bb
12.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحفز جسيمات السيلينيوم النانوية التي تعمل بالنتنان موت الخلايا المبرمج وتوقف دورة الخلية في خلايا سرطان القولون البشري HCT -116
Translated title (French)
Les nanoparticules de sélénium fonctionnalisées par des lentinanes induisent l'apoptose et l'arrêt du cycle cellulaire dans les cellules HCT-116 du carcinome du côlon humain
Translated title (Spanish)
Las nanopartículas de selenio funcionalizadas con lentinano inducen la apoptosis y la detención del ciclo celular en células HCT-116 de carcinoma de colon humano

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4292714984
DOI
10.3389/fnut.2022.987807

Is supplement to
https://openalex.org/W3107603624 (Other)
https://openalex.org/W3032526538 (Other)
https://openalex.org/W3022642502 (Other)
https://openalex.org/W2919428694 (Other)
https://openalex.org/W2561416304 (Other)
https://openalex.org/W2387704253 (Other)
https://openalex.org/W2379910594 (Other)
https://openalex.org/W2008338376 (Other)
https://openalex.org/W1995228374 (Other)
https://openalex.org/W1972085353 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1954358385
  • https://openalex.org/W2010115856
  • https://openalex.org/W2012780861
  • https://openalex.org/W2012883094
  • https://openalex.org/W2024068880
  • https://openalex.org/W2031283005
  • https://openalex.org/W2037387911
  • https://openalex.org/W2093665953
  • https://openalex.org/W2114918609
  • https://openalex.org/W2120343162
  • https://openalex.org/W2594335684
  • https://openalex.org/W2620660693
  • https://openalex.org/W2621171915
  • https://openalex.org/W2763305515
  • https://openalex.org/W2766197806
  • https://openalex.org/W2804016624
  • https://openalex.org/W2837591082
  • https://openalex.org/W2883624339
  • https://openalex.org/W2890456755
  • https://openalex.org/W2910046601
  • https://openalex.org/W2913019792
  • https://openalex.org/W2918022826
  • https://openalex.org/W2934110515
  • https://openalex.org/W2995768866
  • https://openalex.org/W3008057168
  • https://openalex.org/W3021172463
  • https://openalex.org/W3023435860
  • https://openalex.org/W3036712424
  • https://openalex.org/W3044487353
  • https://openalex.org/W3128646645
  • https://openalex.org/W3160013595
  • https://openalex.org/W3184439942
  • https://openalex.org/W3202379565
  • https://openalex.org/W3217798540
  • https://openalex.org/W4205804873
  • https://openalex.org/W4210512211
  • https://openalex.org/W4210516252
  • https://openalex.org/W4211221864
  • https://openalex.org/W4220783665
  • https://openalex.org/W4225139521
  • https://openalex.org/W4229055427
  • https://openalex.org/W4280521167
  • https://openalex.org/W4281381314
  • https://openalex.org/W4281385655