عنوان پایان‌نامه
طراحی و تهیه سیستم دارورسانی هدفمند جدیدی بر پایه نانوکامپوزیت های اکسید آهن با پوشش طلا با قابلیت استفاده جهت درمان سرطان مغز
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1690.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72455
- تاریخ دفاع
- ۲۹ آذر ۱۳۹۴
- دانشجو
- میلاد قربانی
- چکیده
- سرطان مغز، تومور مغزی در نوع متاستاتیک آن، به یکی از بیماریهای شاخص و البته چالش برانگیز جوامع بشری تبدیل شده است. در واقع حضور موانع فیزیولوژیک و در راس آنها سد خونی- مغزی (BBB) بر سر راه انتقال دارو به سیستم اعصاب مرکزی، درمان این بیماری را با چالش‌های جدی مواجه کرده است. تا به امروز دیدگاه‌های مختلفی به منظور عبور دارو از این موانع مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته اند که در بین آنها دیدگاه‌های فیزیولوژیک، به دلیل دارا بودن ویژگی‌های منحصر بفرد، نظرها را به خود جلب کرده اند. در بین این دیدگاه‌ها، روش اندوسیتوز به واسطه‌ی گیرنده، به دلایل مختلف از جمله قابلیت انتقال اختصاصی طیف وسیعی از داروها به سیستم اعصاب مرکزی، بیش از سایر روش‌ها مورد توجه قرار گرفته است. این روش مبتنی بر برهمکنش یک عامل هدفگیر با گیرنده‌‌ی اختصاصی آن در سطح سلولهای تشکیل دهنده‌ی سد خونی- مغزی می‌باشد که به منظور بکارگیری آن حامل‌های نانوساختار جهت بارگیری و انتقال داروی مورد نظر طراحی و تهیه می‌شوند. در این تحقیق یک سامانه دارورسانی هدفمند با کاربرد تشخیصی و درمانی بر پایه نانوکامپوزیت‌های اکسیدآهن-طلا (Fe3O4@Au) تهیه گردید و با گلوتاتیون (GSH)، بعنوان عامل هدفگیر، عاملدار شد. ترکیب لیپوئیک‌اسید-کورکومین (LA-CUR) بعنوان یک ترکیب دارویی جدید و طبیعی ساخته شده و در سامانه دارورسانی بارگذاری شد. ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی سامانه دارورسانی به لحاظ ساختاری و بیولوژیکی از طریق آنالیزهایی مانند طیف سنج فرابنفش-مرئی، پراش پرتو ایکس، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی، میکروسکوپ الکترونی عبوری، مغناطیس سنجی نمونه مرتعش، پتانسیل زتا و پروتئین کرونا مورد بررسی قرار گرفت. بعلاوه، سمیت سامانه دارورسانی روی سلولهای قرمز خون و سلولهای سرطانی و نرمال U87MG و HUMAN ASTROCYTE مورد ارزیابی قرار گرفته و قابلیت آن در عبور از سد خونی-مغزی از طریق مطالعه جذب سلولی در شرایط برون تنی سنجیده شد. قابلیت کاربرد تشخیصی سامانه دارورسانی نیز از طریق تصویربرداری تشدید مغناطیسی برون تنی بررسی گردید. بر اساس نتایج حاصل از آزمون‌های مورد اشاره، سامانه دارورسانی تهیه شده در ابعاد کوچکتر از 50 نانومتر بوده و دارای اثر سمی قابل توجه روی سلولهای سرطانی می‌باشد (غلظت مهار میانه 55/1 میکروگرم بر میلی‌لیتر) درحالیکه سمیت آن روی سلولهای نرمال به مراتب کمتر از سلولهای سرطانی است (غلظت مهار میانه 84 میکروگرم بر میلی‌لیتر). عاملدار شدن این سامانه با گلوتاتیون منجر به افزایش 100 درصدی جذب سلولی آن شده که می‌تواند موید قابلیت آن در عبور از سد خونی-مغزی باشد. همچنین، خاصیت مغناطیسی سامانه دارورسانی تهیه شده امکان استفاده از آن بعنوان عامل تباین تصویربرداری تشدید مغناطیسی را فراهم کرده است.
- Abstract
- Brain cancer has become one of the controversial diseases that human communities deal with. In fact, the presence of physiological barriers, such as blood-brain barrier (BBB), which impede transporting of drugs to central nervous system (CNS), has made the brain tumor treatment process complicated. Among the diverse approaches which have been investigated to bypass these barriers, physiological approaches have drawn attentions conspicuously due to the particular features they provide. The mentioned approaches encompass various methods, yet the method of receptor mediated endocytosis has been studied more owing to its capability to transport a wide range of drugs to CNS selectively. The principle of this method is based on the interaction of a targeting agent and its specific receptor expressed on BBB, and drug nanocarries, which are capable of loading and transporting drugs, are designed and prepared to apply it. In this research, a theranostic targeted drug delivery system (DDS) was prepared with gold-iron oxide nanocomposites (Fe3O4@Au) which were loaded and functionalized with lipoic acid-curcumin (LA-CUR) and glutathione (GSH), respectively. LA-CUR was synthesized and used as the anticancer drug, and the GSH was applied as the targeting agent. The physicochemical properties of the prepared DDS, from structural and physiological aspects, were evaluated by UV-Vis, XRD, EDAX, DLS, FE-SEM, TEM, VSM, Zeta Potential, and Protein corona analysis. Furthermore, cytotoxicity of the DDS and its ability to bypass the BBB were investigated in vitro on cancerous U87MG and normal HUMAN ASTROCYTE cell lines; in addition, the diagnostic application of the DDS was appraised through in vitro magnetic resonance imaging (MRI). Based on the obtained results, the prepared DDS has showed significant toxicity on cancerous cells (IC50 of LA-CUR = 1.55 µg/ml), whereas it appeared considerably less toxic for normal cells (IC50 of LA-CUR = 84 µg/ml). The size of the DDS is less 50 nm and its functionalization with GSH has led to 2-fold increase of cellular uptake which could indicate the capability of the DDS to bypass the BBB. Moreover, the results of in vitro MRI (relaxation rate (r2) = 83.98 (s-1.mM-1)) reveals that the magnetic property of prepared nanocomposites has made the DDS prone to be applied as MRI contrast agent. As a result, the prepared DDS appears to be a favorable candidate for drug delivery to brain and a promising MRI contrast agent.
