ساخت نانوذرات دارویی ضدسرطان با نور خورشید در ۵ دقیقه
پرتوبلاگ: محققان با استفاده از نور خورشید، روشی تک مرحله ای برای ساخت نانوذرات طلای در رابطه با داروی شیمی درمانی وین کریستین ارایه کرده اند.
به گزارش پرتوبلاگ به نقل از مهر، در این شیوه، نانوذرات در مدت پنج دقیقه و بدون نیاز به عوامل کاهنده و پایدارکننده جداگانه تولید می شوند. آزمایش های سلولی نشان داده اند که این ساختار نانویی می تواند رشد سلول های سرطان روده بزرگ را مهار کند؛ هرچند هنوز برتری درمانی آن نسبت به داروی آزاد اثبات نشده است.
نانوذرات طلا به سبب خاصیت های فیزیکی و شیمیایی خاص خود، همچون اندازه کوچک، قابلیت اصلاح سطح و امکان برهم کنش با ترکیبات دارویی، مورد توجه محققان حوزه دارورسانی قرار گرفته اند. یکی از مسیرهای تحقیقاتی در این حوزه، استفاده از این ذرات برای حمل داروهای ضدسرطان و بهبود نحوه انتقال آنها به سلول های هدف است. بااین حال، ساخت نانوذرات دارورسان به طور معمول به چند مرحله جداگانه برای تولید ذرات، پایدارسازی آنها و اتصال دارو نیاز دارد.
اکنون محققان روشی ساده تر برای تولید نانوذرات طلای در رابطه با داروی وین کریستین عرضه کرده اند که در آن از نور خورشید برای پیشبرد پروسه ساخت استفاده می شود. نتایج این تحقیق در مجله Next Nanotechnology با عنوان «سنتز نانوذرات طلای مبتنی بر وین کریستین و ارزیابی ظرفیت ضدسرطانی آنها در مقابل سلول های سرطان روده بزرگ انسان (Colo-۲۰۵)» انتشار یافته است.
وین کریستین (Vincristine) دارویی شیمی درمانی است که از آلکالوئیدهای گیاه پروانش (Catharanthus roseus) به دست آمده و در درمان برخی سرطان ها به کار می آید. این دارو با مختل کردن عملکرد میکروتوبول ها، ساختارهایی که در تقسیم سلولی نقش دارند، می تواند تکثیر سلول های سرطانی را مهار کند. محققان در این مطالعه بررسی کردند که آیا می توان از خود فرمولاسیون تزریقی وین کریستین سولفات برای تولید نانوذرات طلا و ایجاد ساختاری دارورسان بهره برد یا خیر.
برای این کار، محلول پیش ماده طلا را با فرمولاسیون تزریقی وین کریستین سولفات مخلوط کردند و در دمای اتاق در معرض نور خورشید قرار دادند. در این فرآیند، نانوذرات طلا تنها بعد از پنج دقیقه تشکیل شدند و نیاز به افزودن عوامل کاهنده یا پایدارکننده مجزا نبود. آزمایش های کنترلی نیز نشان دادند که حضور نور و وین کریستین، یا ترکیبات حاصل از تغییر آن در اثر تابش، برای تشکیل ذرات لازم است.
در شیوه های متداول، برای تبدیل یون های طلا به ذرات فلزی به طور معمول از یک عامل کاهنده استفاده می شود و سپس ترکیبات دیگری برای پیشگیری از تجمع ذرات به کار می روند. در روش جدید، وین کریستین در جریان تشکیل نانوذرات حضور دارد و بنظر می رسد برخی گروههای عاملی آن در پروسه کاهش طلا و پوشش سطح ذرات مشارکت می کنند. به این ترتیب، مراحل ساخت و آماده سازی سامانه دارورسان در یک پروسه واحد صورت می گیرد.
پژوهشگران جهت بررسی خاصیت های نانوذرات تولیدشده از روش هایی مانند میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، پراش پرتو ایکس (XRD)، پراش الکترونی ناحیه انتخاب شده (SAED) و طیف سنجی فرابنفش-مرئی استفاده کردند. نتایج نشان داد ذرات به طور عمده شکلی نزدیک به کروی دارند، هرچند تعداد کمتری از ذرات با ساختارهای مثلثی و شش ضلعی نیز مشاهده شدند. اندازه متوسط هسته نانوذرات حدود ۱۸ نانومتر بود.
بررسی اندازه هیدرودینامیکی با روش تحلیل ردیابی نانوذرات (NTA) نیز نشان داد قطر پرتکرار ذرات حدود ۲۷ نانومتر است، درحالی که میانگین اندازه هیدرودینامیکی ۴۹ نانومتر با پراکندگی قابل توجه گزارش شد. این اختلاف نشان میدهد نمونه تنها از ذرات هم اندازه تشکیل نشده و جمعیت هایی از ذرات بزرگ تر یا تجمع یافته نیز در آن وجود داشته اند.
طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) نشان داد گروههای عاملی هیدروکسیل، آمین و کربونیل موجود در وین کریستین احتمالا در برهم کنش با سطح طلا و پایدارسازی ذرات نقش دارند. همچنین، بررسی جذب نوری نشان داد بیشینه باند پلاسمون سطحی نانوذرات حاوی وین کریستین در طول موج ۵۴۱ نانومتر قرار دارد؛ درحالی که این مقدار برای نانوذرات طلای پوشش داده شده با سیترات ۵۰۷ نانومتر بود. این جابه جایی می تواند ناشی از تفاوت در اندازه و شکل ذرات و همین طور ترکیبات موجود در اطراف سطح آنها باشد.
یکی از پرسش های مهم در ساخت نانوذرات دارورسان، میزان دارویی است که واقعا روی ذرات قرار می گیرد یا به آنها متصل می شود. محققان با استفاده از کروماتوگرافی مایع با کارآیی بالا (HPLC)، مقدار وین کریستین باقیمانده در محلول بعد از سنتز را اندازه گیری کردند. بر مبنای نتایج، حدود ۳۲٫۷ درصد از مقدار اولیه وین کریستین از محلول خارج شده بود. بااین حال، این عدد الزاماً به مفهوم بارگذاری همین مقدار داروی سالم روی نانوذرات نیست؛ چونکه بخشی از دارو امکان دارد در جریان واکنش کاهش طلا یا بر اثر تابش نور تغییر کرده باشد.
در ادامه، خاصیت های آنتی اکسیدانی و ظرفیت ضدسرطانی نانوذرات بررسی گردید. در آزمون مهار رادیکال آزاد DPPH، نانوذرات حاوی وین کریستین در غلظت ۱۰ میکروگرم بر میلی لیتر توانستند حدود ۵۰٫۷ درصد از رادیکال ها را مهار کنند؛ درحالی که این مقدار برای وین کریستین آزاد ۳۱٫۸ درصد بود. عملکرد نانوذرات حاوی دارو در این آزمون از نانوذرات طلای بدون دارو نیز بهتر گزارش شد. البته این آزمایش در محیط بدون سلول انجام شده و به تنهایی نشان نمی دهد که فرمولاسیون جدید در بافت زنده از صدمه اکسیداتیو جلوگیری می کند.
برای ارزیابی اثر ضدسرطانی، محققان نانوذرات را روی سلول های سرطان روده بزرگ انسان با نام Colo-۲۰۵ آزمایش کردند. نتایج نشان داد نانوذرات حاوی وین کریستین توانایی مهار رشد این سلول ها را دارند، اما تفاوت آماری معناداری میان اثر آنها و داروی آزاد مشاهده نشد. مقدار GI۵۰ برای هر دو گروه کمتر از ۱۰ میکروگرم بر میلی لیتر گزارش شد.
در این آزمایش، حتی در پایین ترین غلظت بررسی شده نیز میزان مهار رشد سلول ها از ۵۰ درصد بیشتر بود؛ بنابراین، محققان نتوانستند قدرت دقیق مهار رشد را در محدوده غلظت های آزمایش شده تعیین کنند یا نشان دهند که نانوذرات از داروی آزاد مؤثرتر هستند. در مقابل، نانوذرات طلای پوشش داده شده با سیترات که بدون دارو بودند، سمیت اندکی نشان دادند. این نتیجه از این برداشت پشتیبانی می کند که اثر ضدتکثیری مشاهده شده به طور عمده به وین کریستین مربوط است، نه هسته طلایی ذرات.
این روش از نظر پروسه ساخت، یک مزیت مهم دارد: تولید نانوذرات در یک مرحله و با استفاده از نور خورشید صورت می گیرد و به افزودن جداگانه مواد کاهنده و پایدارکننده نیاز ندارد. بااین حال، هنوز معلوم نیست چه مقدار از وین کریستین بعد از سنتز به صورت فعال باقی می ماند، دارو با چه سرعتی از سطح یا ساختار نانوذرات آزاد می شود و این ذرات در محیط های زیستی تا چه مدت پایدار می مانند.
پژوهشگران برای ارزیابی ظرفیت درمانی این سامانه، بررسیهای بیشتری در رابطه با سازوکار دقیق تشکیل ذرات، پایداری نوری و شیمیایی وین کریستین، آزادسازی دارو، بار سطحی نانوذرات و اثر آن بر سلول های سالم را ضروری می دانند. همچنین، ارزیابی در مدلهای حیوانی، بررسی رفتار دارو در بدن و آزمایش روی مدلهای متنوع تر سرطان روده بزرگ از مراحل لازم قبل از هرگونه کاربرد درمانی خواهد بود.
در مجموع، این تحقیق روشی سریع و کم مرحله برای تولید نانوذرات طلای در رابطه با یک داروی شیمی درمانی معرفی می کند. اهمیت اصلی موفقیت فعلی، ساده سازی پروسه ساخت است؛ نه اثبات افزایش اثربخشی درمان. برای مشخص شدن ارزش واقعی این سامانه در دارورسانی سرطان، باید پایداری، میزان داروی فعال، نحوه آزادسازی و ایمنی آن در شرایط زیستی بررسی شود.
بررسی اندازه هیدرودینامیکی با روش تحلیل ردیابی نانوذرات (NTA) هم نشان داد قطر پرتکرار ذرات حدود ۲۷ نانومتر است، درحالی که میانگین اندازه هیدرودینامیکی ۴۹ نانومتر با پراکندگی قابل توجه گزارش شد. البته این آزمایش در محیط بدون سلول انجام شده و به تنهایی نشان نمی دهد که فرمولاسیون جدید در بافت زنده از آسیب اکسیداتیو جلوگیری می کند. مقدار GI۵۰ برای هر دو گروه کمتر از ۱۰ میکروگرم بر میلی لیتر گزارش شد.
منبع: پرتوبلاگ
این مطلب پرتوبلاگ را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب