Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2024.

Bibliography: pages 96-107.

Yttrium oxide nanoparticles (Y2O3NPs) have emerged as a promising avenue for cancer therapy, primarily due to their distinctive properties that facilitate selective targeting of cancer cells. Despite their potential, the therapeutic effects of Y2O3NPS on human epidermoid skin cancer remain largely unexplored. This study was thus conducted to investigate the impact of Y2O2NPs on both human skin normal and cancer cells, with an emphasis on assessing their cytotoxicity, genotoxicity, and the mechanisms underlying these effects. Cell viability and apoptosis induction were evaluated using the Sulforhodamine B and chromatin diffusion assay. Reactive oxygen species (ROS) level, mitochondrial membrane potential integrity, oxidative stress markers, and expression level of apoptotic and mitochondrial genes were also estimated. Our findings highlight the selective and significant cytotoxicity of Y2O3NPs against human epidermoid A-431 cancer cells. Notably, exposure to five Y2O3NPs concentrations (0.1, 1, 10, 100, and 1000 µg/ml) resulted in a high concentration-dependent reduction in cell viability, and a corresponding increase in cell death was observed 72 hours post-treatment specifically in A-431 cancer cells, while normal skin fibroblast (HSF) cells exhibited minimal toxicity. When A-431 cancer cells were treated with the half-maximal inhibitory concentration (IC50) of Y2O3NPs for 72 hours, a significant increase in ROS generation was noted. This led to oxidative stress, along with severe damage to genomic DNA and mitochondrial membrane potential, triggering substantial apoptosis. Furthermore, a concurrent significant upregulation of apoptotic p53 and mitochondrial ND3 genes was observed, coupled with a notable decrease in the anti-apoptotic Bcl2 gene expression. Conclusion: Overall, Y2O2NPs demonstrate considerable promise as a therapeutic agent for skin epidermoid cancer due to their ability to selectively target and induce cytotoxic effects in A-431 cancer cells, all while causing minimal harm to normal HSF cells. This selective cytotoxicity appears to be associated with Y2O3NPs' ability to induce excessive ROS production and subsequent oxidative stress, leading to significant genomic DNA fragmentation, loss of mitochondrial permeability, and alterations in apoptotic and mitochondrial genes' expression, ultimately promoting apoptosis in A- 431 cancer cells. These findings establish a foundation for further research into the utilization of Y2O3NPs in targeted cancer therapies and underscore the necessity for ongoing investigation into their safety and efficacy in clinical applications.

يعد سرطان الجلد في الوقت الحالي مصدر قلق عالمي للصحة العامة، ويتزايد عبئه بشكل مطرد، ومن المحتمل أن يكون له عواقب بعيدة المدى على كل من الاقتصاد العالمي والسكان البشريين. تستمر معدلات الإصابة بسرطان الجلد والمراضة والوفاة في الارتفاع في العديد من المواقع الجغرافية حول العالم
لا يزال علاج السرطان يمثل تحديًا لأن العلاجات الكيميائية الحالية محدودة بسبب السمية ومقاومة الأدوية. تم دراسة الجسيمات النانوية العلاجية كعوامل محتملة مضادة للسرطان، مع أن الميزة الأكثر جاذبية لهذه العوامل هي أن آثارها الجانبية محدودة مقارنة بأدوية العلاج الكيميائي التقليدية
الإيتريوم هو معدن فضي فلز انتقالي يشبه كيميائيا اللانثانيدات وغالبا ما يصنف على أنه "عنصر أرضي نادر". يوجد الإيتريوم دائمًا تقريبًا مع عناصر اللانثانيدات في المعادن الأرضية النادرة ولا يوجد أبدًا في الطبيعة كعنصر حر
تلقت الجسيمات النانوية لأكسيد الأرض النادرة (NPs) الكثير من الاهتمام في السنوات الأخيرة بسبب إمكاناتها كأدوية نانوية لمجموعة متنوعة من التطبيقات الطبية مثل تصوير الخلايا السرطانية في المختبر، وتصوير الأورام في الجسم الحي من خلال الاستهداف النشط، والتصوير بالأشعة السينية، والتصوير الديناميكي الضوئي. والعلاج وما إلى ذلك. أظهرت الأبحاث السابقة حول السمية الخلوية للجسيمات النانوية أن الأحجام والأشكال المختلفة يمكن أن تثير استجابات بيولوجية متميزة
ذكرت التأثيرات الهامة المضادة للتكاثر للجسيمات النانوية المختلفة لأكسيد الإيتريوم تجاه خطوط الخلايا السرطانية المختلفة ؛ ومع ذلك، فقد أوضح عدد قليل من هذه الدراسات الآلية الأساسية للعمل. لذلك، نحن نهدف إلى استكشاف الإمكانات المضادة للورم للجسيمات النانوية لأكسيد الإيتريوم باستخدام الخلايا الليفية للجلد البشري وخلايا سرطان الجلد البشروي A-431 كنموذج تجريبي. علاوة على ذلك، تم أيضًا دراسة تأثيرات الجسيمات النانوية لأكسيد الإيتريوم على مستويات التعبير لبعض جينات موت الخلايا المبرمج (P53، ND3 وBcl-2) مقارنةً بالعقار المضاد للسرطان دوكسوروبيسين (DOX). نظرًا لأنه من المحتمل أن يكون تلف الحمض النووي هو السبب الرئيسي لموت الخلايا المبرمج، فقد هدفت هذه الدراسة أيضًا إلى تقييم إمكانات جزيئات أكسيد الإيتريوم النانوية في إحداث تلف الحمض النووي في كل من الخلايا السرطانية البشرية

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.