ساخت و ارزيابي نانوسامانه جديد تهيه‌شده از كانجوگه كوركومين- دندريمر و مطالعه ثاثير آن بر رده سلول‌هاي سرطاني و نرمال

Fabrication and Assessment of Novel Nano-Drug Delivery System Prepared by Conjugation of Dendrimer– Curcumin and Study of its Effect on Cancerous and Normal Cells

آثار آنتي‌اكسيداني، ضدسرطاني، ضدالتهاب و ضدميكروب كوركومين دلايلي بر ارزشمندي اين ماده در تحقيقات دارويي و نقش آن در بهداشت عمومي انسان است. اثر ضدسرطاني كوركومين ناشي از تاثير اين دارو بر دامنه‌اي از مسيرهاي سلولي و مولكولي درگير در سرطان است. با اين وجود، محلوليت كم، زيست‌دسترسي پايين و متابوليزم سريع آن اثر نامناسبي بر خصوصيت درماني آن گذاشته است. در اين تحقيق، به‌واسطه كانجوگه‌كردن مولكول‌هاي كوركومين به ساختار دندريمري نسل چهار (پلي‌آميدوآمين)، يك حامل نانوابعاد مناسب تهيه شد. مشخصه‌يابي نانوسامانه و تاييد فرآيند كانجوگه‌شدن به‌وسيله روش‌هاي FT-IR و 1H-NMR انجام شد. اندازه و بار سطحي ذرات با دستگاه DLS مورد ارزيابي قرار گرفت. ميزان بارگذاري مولكول‌هاي كوركومين روي نانوسامانه بررسي شد و در ادامه آزمايش‌هاي سلولي از جمله سميت، ROS سلولي و آپاپتوز به‌وسيله آزمون MTT و تكنيك فلوسايتومتري مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج اين تحقيق عمل كانجوگه‌شدن كوركومين را تاييد كرد و ذرات به‌دست‌آمده اندازه تقريبي 100نانومتر داشتند. نتايج نشان داد كه ميزان بارگذاري كوركومين در اين نانوسامانه حدود چهار مولكول به‌ازاي هر مولكول دندريمر است. آزمايش‌هاي سلولي نشان داد كه ميزان سميت، ROS سلولي و آپاپتوز ناشي از نانوحامل دندريمري در مقايسه با كوركومين آزاد بيشتر بوده است. عملكرد بهتر نانوسامانه دندريمري به‌واسطه بهبود خواص فيزيكوشيميايي و افزايش محلوليت كوركومين بوده است. در مجموع، اين نانوحامل به‌عنوان يك سامانه هوشمند و كارآمد مي‌تواند براي رسانش داروهاي آب‌گريز به سلول‌هاي سرطاني در نظر گرفته شود.

Antioxidant, anticancer, anti-inflammatory, and anti-microbial activities are evidences for the invaluable benefit of this herbal extract in human health and therapy. The anticancer effect of curcumin is due to the targeting of a wide range of cellular and molecular pathways involved in cancer progression. However, the limited solubility, low bioavailability and rapid metabolism of curcumin have a serious negative impact on its therapeutic application. In this research, a nano-carrier with appropriate delivery features, prepared through the conjugation of curcumin to the surface of a polyamidoamine dendrimer at generation 4 (PAMAM). The structure of the synthesized dendrimeric curcumin was confirmed by FT-IR and 1H-NMR methods. The particles size and zeta potential were measured by Zetasizer. The loading rate of curcumin molecules on nano-carrier investigated and the cell viability, intracellular reactive oxygen species and induction of apoptosis were evaluated using MTT assay and flow cytometry technique in the follows. The results of this study showed that the prepared dendrimeric curcumin had a hydrodynamic diameter of about 100 nm. The results show that the rate of curcumin loading on this nanostructure system was about four curcumin molecules per each dendrimer. Cell experiments indicated that the toxicity, cellular reactive oxygen species (ROS), and apoptosis caused by dendrimeric nano-carrier were higher than free curcumin. Better performance of dendrimer-Nano-carrier was been through the improvement of physicochemical properties and increased curcumin solubility. Overall, it seems that the prepared dendrimeric curcumin is able to significantly improve the delivery of hydrophobic drugs on cancerous cells.