توسعه و مشخصه یابی نانوسیستم های جدید برای انتقال موثر جمسیتابین و آیفسفامید به عنوان داروهای شیمی درمانی و تعیین کارایی آنها در مدل های in vitro ،in vivo و in silico

در همه سرطانها، برخی از سلول های بدن بدون توقف شروع به تقسیم شدن می کنند و به بافت های اطراف گسترش می یابند. سرطان می تواند از هر جای بدن انسان شروع شود که از تریلیون ها سلول ساخته شده است. در حالت نرمال، سلول های بدن رشد می کنند و تقسیم می شوند تا سلول های جدیدی را تشکیل دهند که بدن به آنها نیازمند است. سرطان یک بیماری پیچیده ژنتیکی است که ۲۷۷ نوع بیماری را شامل می‌شود. سرطان یک مشکل عمده بهداشت عمومی در جهان است و از هر ۴ مورد مرگ ۱مورد مربوط به سرطان است [1]. در حال حاضر در برخی از کشورها به عنوان دومین علت مرگ و میر و در ایران بعد از بیماری های قلبی عروقی و سوانح و حوادث به عنوان سومین عامل مرگ و میر محسوب می شود. سرطان در نتیجه تقسیم غیر قابل کنترل سلول ها‍، فرار آنها از سیستم ایمنی، تهاجم به بافت ها و انتشار سلول ها از جایگاه اولیه به سایر نقاط بدن به وجود می آید که محصول عوامل محیطی و اختلالات ژنتیکی است [2]. سرطان زمانی آغاز می شود که سلول ها در ژن‌های کنترل کننده رشد دچار جهش شوند. سه دسته از ژن‌های کلیدی که در هدایت سلول‌های سرطانی نقش دارند شامل انکوژن ها؛که ازدیاد فعالیت آن ها باعث رشد غیر قابل کنترل سلول‌ها می‌شود [3]. ژن های مهار کننده توموری؛که فقدانشان باعث تقسیم غیر قابل کنترل سلول های سرطانی می شود [4]. ژن های ترمیم کننده که نقش اصلی در ترمیم ژن های صدمه دیده را دارند و موتاسیون در این ژن ها مانع از آن می شود که نقایص ژن‌ها بازسازی شود [5].

امروزه فناوری نانو در گستره‌ی وسیعی از پزشکی (تشخیص و درمان)، داروسازی، صنایع غذایی، صنایع الکترونیک، ورزش، پاکسازی محیط زیست، لوازم آرایشی و بهداشتی مطرح شده است [6]. با وجود افزایش تولید و استفاده‌ی بالقوه از نانوذرات، بسیاری از نگرانی‌ها در جامعه، صنایع و مقامات نظارتی (اتحادیه‌ی اروپا) در مورد مواد شیمیایی و استفاده‌ی ایمن از آنها، و نیز سرنوشتشان در سیستم‌های بیولوژیکی ایجاد شده است. تعامل نانوذرات با سیستم‌های بیولوژیکی نتایجی غیرقابل پیش‌بینی دارد، در نتیجه درک سمیت آنها برای جلوگیری از اثرات مضر بر بدن انسان ضروری است [7]. از چندین دهه قبل با کشف انواع فلزات و پلیمرها، مطالعات زیادی نه تنها به سنتز و ارزیابی ویژگی ساختاری این ترکیبات پرداخته‌اند بلکه، قابلیت کاربردی بالقوه‌ی این مواد در طیف گسترده، توجه زیادی را به خود جلب کرده است [8]. نانوذرات معدنی (فلزاتی نظیر آهن و طلا و ...) از لحاظ بیولوژیک قابل تجزیه نیستند و از این رو سمیت نانومواد مشتق از آنها باید بررسی شود. در دهه‌ی اخیر که نانوتکنولوژی بطور چشمگیری وارد عرصه‌ی زیست پزشکی شده است، مطالعات زیادی در جهت ارزیابی اثربخشی نانوذرات در سطح سلولی انجام گرفته است. مطالعات نشان داده‌اند که استرس اکسیداتیو در برخی از شرایط پاتولوژیک مانند التهاب افزایش می‌یابد. از این رو بررسی این امر مهم است که آیا نانوذرات می‌توانند با اثر بر عملکرد آنزیم‌های مسئول پاکسازی رادیکال‌های آزاد، تعادل این واسطه ها را بهم زده و با ایجاد استرس اکسیداتیو اثرات سمی بر روی سلول‌های سالم یا سرطانی داشته باشند [9]. از طرفی، نانوفنـاوری برای تغییر مقیاس در روشهـای انتقـال دارو ایجـاد شـده اسـت. محققان با استفاده از نانوفناوری، در حال ساخت کپـسولهـایی بـا ابعاد نانومتری هستند که علاوه بر اندازه غیر قابل تصورشان قدرت تشخیص بافتهای مریض را داشته، دقیقاً روی این بافتهـا قـرار گرفته و مقدار داروی لازم را به آنهـا مـیرسـاند، ایـن پدیـده را دارورسانی هدفمند میگویند [10]. استفاده از نانوذره­هایی که دارای خاصیت مغناطیسی بالایی است مانند نانونذرات مغناطیسی اکـسید آهن این امکان را فراهم میکند که حرکت آنها را در خون توسط میدان مغناطیسی خارجی کنترل شـود و فقـط آن ذرات بـه بافـت هدف سوق داده شود. علاوه بر این ثابـت شـده کـه نـانوذرههـای سوپرپارامغناطیس بسته به فرکانس و دامنة میدان مغناطیسی متناوب اعمالی قادر است گرما تولید کند. به این صورت که سوسپانـسیون نانوذرههای سوپرپارامغناطیس اکـسید آهـن، انـرژی یـک میـدان مغناطیسی نوسانی را جذب میکند که از ایـن ویژگـی مـیتـوان برای کاربرد در داخل بدن استفاده کرد تا دمـای بافـت تومـور را افزایش داده و سلولهای بیمار به این طریق تخریب شـوند، زیـرا سلولهای تومور نـسبت بـه سـلولهـای سـالم بـه افـزایش دمـا حساستر هستند [11]. گسترش روز افزون بیمـاری سـرطان و مـشکلات فـراوان ناشی از آن از یک سو و عدم موفقیت کافی روشهای درمـانی رایج و سنتی در مبارزه اختصاصی بـا آن موجـب توجـه ویـژة محققین نسبت به روشهای درمانی هدفمند گشته است. در همین ارتباط، مختاری و همکاران در سال 2013 به مقایسه اثر سـیسپلاتـین و نـانوذرات بارگـذاری شده با سیس پلاتین در سلولهای T47D سرطان پستان پرداختند و مشاهده کردند نانوذرات بارگذاری شده با سیس پلاتین یک ترکیب ضد سرطانی مؤثر اسـت. همچنین مشاهده شد که نانوذرات سبب القای مرگ برنامه ریزی شده در سلولهای سرطان پستان میشود. در ایـن مطالعـه مشخص شد که آثار سمیت سلولی نانوذرات سیسپلاتین بر رده سلولی T47D بیشتراز سیس پلاتین تنها گزارش شد [12].

حامل های دارویی کلوئیدی[1] به عنوان یکی از سیستم های تحویل دارو[2] در سال های اخیر به شکل وسیعی مورد توجه محققان در حوزه های پزشکی و داروسازی قرار گرفته است [13]. این حامل ها علاوه بر اینکه بر بسیاری از مشکلات ناشی از حلالیت پایین داروهای آبگریز غلبه کرده اند، توانسته­اند جذابیت بالایی را برای به کارگیری داروهای مختلف بخصوص داروهای چربی دوست و آبدوست به دست آورند. رهایش هدفمند[3] و کنترل شده دارو و عصاره گیاهان دارویی با استفاده از ذراتی در مقیاس نانو، یکی از علومی است که نقش مهمی در سیستم دارورسانی نوین و به طور کلی سلامت بشر ایفا می‌کند [14]. به عنوان مثال داروهای قوی (ضد سرطانی) ضمن اثر بخشی بر یک قسمت بیمار در بدن اغلب منجر به بروز عوارض جدی جانبی در نواحی سالم بدن نیز می‌شوند. سیستم‌های ذره‌ای (نانوذرات) نه تنها در کنترل آزاد‌سازی دارو موثر هستند بلکه در دارو رسانی به نقاط هدف در بدن نیز به منظور افزایش خواص درمانی دارو کاربرد گسترده‌ای یافته‌اند [15]. حامل دارویی مناسب باید دارای خصوصیات و ویژگی‌هایی نظیر 1- حفاظت از تخریب دارو، افزایش پایداری و زمان نگه داری دارو 2- کاهش دوز مصرفی دارو، کاهش عوارض جانبی داروها و افزایش راندمان درمانی دارو 3- داشتن ظرفیت بالا در ذخیره‌سازی دارو 4- رهایش هدفمند دارو به جایگاه‌های فعال 5- قابلیت نفوذ به قسمت‌های مختلف بدن 6- زیست تخریب‌پذیر[4] 7- سازگار با بدن و غیر سمی و... باشند [16]. در این راستا، استفاده از حامل‌های کلوئیدی در مقیاس نانو (نانوذارت) از روش‌های بسیار مناسب برای رسیدن به اهداف مذکور است. علاوه‌بر آن اندازه و خواص سطحی نانوحامل‌ها از جمله فاکتورهای بسیار مهم در سیستم‌های انتقال دارو و مواد غذایی به شمار می‌روند، به طوری که در توزیع، انتقال و جذب دارو و مواد غذایی در سلول ها، بافت‌ها، اندام و نسوج بدن نقش موثری ایفا می‌کنند [17]. لذا نانوذرات به دلیل اندازه کوچک و زیست تخریب‌پذیر بودن به‌وسیله‌ی سیستم دفاعی بدن به عنوان ذره خارجی شناخته نمی‌شوند. در بین سامانه‌های کلوئیدی، نانوذرات مغناطیسی آهن (MNPs) و نانوذرات معناطیسی کبالت –نیکل ( (Co-Ni[5]، چارچوب های آلی فلزی[6] (MOF)، لیپوزوم[7]، نیوزوم[8] میکروامولسیون، نقاط کوانتومی و فیتوزوم[9] بسیار نوید بخش هستند [18-20]. این نانومواد زیست تخریب پذیرند، غیر سمی و غیر آنتی ژنی هستند، در هنگام ذخیره‌سازی پایدارند و طول عمرطولانی دارند، به صورت درون تن[10] پایدار ند، به عنوان حامل ژن، دارو، عصاره، پپتید، پروتئین و DNA به‌کار می‌روند، قادر به برقراری اتصالات وپیوند کوالانسی با دارو و لیگاندها هستند و ظرفیت بارگذاری بالای دارو جهت کاهش تعداد حامل‌ها را دارند [21]. همچنین مشاهده شده است نانوذرات مغناطیسی قلع-آهن (Sn-Fe) باعث تسریع واکنش Fenton در سلولهای سرطانی و القاء مرگ سلولی در این سلولها بدون تحت تأثیر قرار دادن سلولهای غیر سرطانی میشود [22]. به صورت کلی، نانوذرات فلز-اکسید به طور گسترده­ای به عنوان سیستم های انتقال دارو و عوامل ترانوستیک در درمانه­ایی با پایه شیمی درمانی مورد استفاده قرار گرفته اند، ولی کاربرد آنها در صورت داشتن سمیت سلولی بر روی سلول­های نرمال انسانی محدود شده است [23].

از طرف دیگر، امروزه تولید نانوذرات فلزی و غیر فلزی به روش های شیمیایی مختلفی انجام می گیرد که دارای معایبی از جمله عدم پایداری محلول و نیازمند تجهیزات پیشرفته برای تولید است. به همین دلیل محققان به سیستم های سبز تولید نانوذرات، که دارای حداقل خطرات زیست محیطی بوده و روش های تولید ساده دارند، روی آورده اند. نانوذرات فلزی به روش سنتز سبز با استفاده از عصاره گیاهان بومی هر منطقه توانسته اند کارایی بیولوژیک قابل قبولی را در مدلهای حیوانی و سلولی نشان دهند. در سالهای قبل، روش تولید زیستی نانوذرات به علت دارا بودن ویژگی هایی مانند سازگاری با محیط زیست، ساده و کم هزینه بودن مورد توجه واقع شده است. در همین مورد، به دلیل کاربردهای گسترده نانو ذرات طلا و نقره و بیسموت و غیره، تمایل زیادی برای سنتز آنها بوجود آمده است. اگرچه روش های شیمیایی، نانوذرات خالص و همگنی را تولید می کنند، با این حال روشی گران بوده و برای محیط زیست خطر آفرین است. استفاده از ارگانیسم های زنده و اجزای آنان به عنوان جایگزینی مناسب و سازگار با محیط زیست برای سنتز نانو ذرات (سنتز سبز) مطرح است. در این میان استفاده از عصاره گیاهی به دلیل اقتصادی بودن و عدم نیاز به نگهداری کشت های سلولی برتر از سایر فرآیندهای بیولوژیک است که می تواند در مقیاس وسیع استفاده گردد. بارگذاری داروهای شیمی درمانی روی این نانوذرات یک استراتژی موثر دیگر در جهت کاهش اثرات نامطلوب داروهای شیمی درمانی بوده است.

ایفوسفامید (Ifosmamide) یک داروی ضد سرطانی متعلق به خانواده نیتروژن موستارد و از آنالوگ های سیکلوسفامید(CP) می باشد [24, 25]. این دارو به تنهایی یا به همراه سایر داروهای آنتی نئوپلاسمیک به طور وسیعی برای درمان انواع سرطان ها از جمله سرطان بیضه و سارکوم ها مورد استفاده قرار می گیرد[26]. ایفوسفامید یک ترکیب الکیله کننده می باشد و به منظور اعمال اثر سیتوتوکسیک خود، باید توسط آنزیم های میکروزومی کبد (CYP 3A4 وCYP2B6) به متابولیت های الکیله کننده فعال تبدیل گردد [27]. ترکیب فعال این دارو با رشته های DNAدر موقعیت گوانین N-7 پیوند جانبی برقرار می کند و باعث تداخل عملکرد آن و مهار سنتز پروتیین شده، و در نهایت از طریق فعال کردن Caspase، باعث القای آپوپتوز در سلول های سرطانی می شود [28]. اخیرا ثابت شده است، که یکی از عواملی که در افزایش مقاومت تومورها نسبت به داروی ایفوسفامید نقش ویژه ای را ایفا می کند، افزایش بیان آنزیمMGMT  در سلول های توموری است[29]. MGMT یک پروتئین ترمیم کنندهDNA می باشد که با حدف گروهای الکیله کننده از موقعیتO6 گوانین باعث افزایش مقاومت سلول های سرطانی نسبت به داروی ایفوسفامید می شود [30].                                                                                                                                                                     علاوه بر اثرات درمانی فوق العاده ای که ایفوسفامید روی انواع سرطان ها دارد، استفاده از این دارو به دلایل مختلف از جمله بروز سمیت کلیوی و عصبی در نتیجه تشکیل متابولیت های سیتوتوکسیک کلرواستالدهید، پایداری کم در سیستم گردش خون [31]، پایداری کم در سیستم گردش خون [32] و همچنین کاهش گلوتاتیون درون سلولی (GSH) محدود شده است. گلوتاتیون اصلی ترین کاهنده تیول درون سلولی است که از سلول در برابر آسیب های اکسیداتیو محافظت می کند [33]. مطالعات زیادی در رابطه با استفاده از سیستم های انتقال دارو(نانوحامل ها) با هدف کاهش اثرات جانبی نامطلوب، افزایش پایداری و نفوذپذیری بهتر سلولی داروی ایفوسفامید انجام شده است [34, 35]. در میان این نانوحامل ها، نانولوله های کربنی بویژه نانولوله های کربنی تک دیواره مورد توجه قرار گرفت.  Yoosefianو همکاران از نانولوله های کربنی تک دیواره آرمچر (10و10) به عنوان نانووکتور برای کپسوله کردن داروی ایفوسفامید استفاده کردند و نتایج نشان داد با استفاده از این نانولوله های کربنی عوارض جانبی ایفوسفامید کاهش پیدا می کند [36]. Wangو همکاران داروی ایفوسفامید را درون نانو حامل های لیپیدی لود کردن و اثرات ضد سرطانی آن را بر روی سلول های استئوسارکوما GM63 بررسی کردند. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد داروی لود شده ایفوسفامید باعث افزایش سطح بیان Caspase1 وCaspase9 شده و در نهایت سمیت سلولی بیشتری را نسبت به فرم آزادش نشان می دهد [24].  Chenو همکاران در سال 2015، از نانوذرات پلیمری پلی لاکتیک گلیکولیک اسید (PLGA)-دکستران (dextran) به عنوان نانوحامل های ایفوسفامید استفاده کردند و اثرات ضد توموری آن را برروی دو رده استئوسارکوما  GM63و Saos-2 بررسی کردند. ایفوسفامید فرموله شده با این نانوذره ظرفیت بارگذاری بالایی را نشان داد و به طور قابل توجهی باعث افزایش بیان Caspase3 وCaspase7 در هر دو رده سرطانی شد. همچنین مشخص شد نانوذره PLGA-dextran خودش به تنهایی اثر کشندگی بر روی سلول های سرطانی ندارد و این نشان دهنده سازگاری زیستی عالی این دارو می باشد [35]. Pandit و همکاران نانوذرات لیپیدی جامد (SLN) برای رهایش پایدار و مداوم داروی هیدروفوبیک ایفوسفامید طراحی کردند. نتایج حاصل از این مطالعه جذب سلولی و نفوذپذیری بالای داروی داد [34]. طبق جدیدترین مطالعاتی که در سال 2020 در محیطIn vivo  انجام شد،  Amotafa و همکارانش داروی ایفوسفامید را برروی نانوامولسیون های حاوی روغن salvia بارگیری کردند و به موش های سرطانی تزریق کردند. نتایج به دست آمده از این تخقیق نشان داد نانوامولسیون های حاوی داروی ایفوسفامید می توانند از اثرات توکسیک آن را بر روی بافت کلیه کاهش دهند [37].                     

یکی دیگر از داروهای پر کاربرد در درنان سرطان جمسیتابین(Gemsitabine) می باشد [38]. این دارو به عنوان یک آنتی متابولیت از لحاظ ساختار، متابولیسم و مکانیسم عمل مشابه سیتارابین(Cytarabine) می باشد با این تفاوت که نقش وسیع تری را در فعالیت های ضد توموری ایفا می کند [39]. جمسیتابین توسط ناقلین نوکلئوزیدی وارد سلول می شود و در داخل سلول توسط آنزیم دئوکسی سیتیدین کیناز (dCK) و به دنبال یکسری واکنش های فسفوریلاسیون تبدیل به دی و تری فسفات های فعال می شود [40]. متابولیت های فسفریله شده و فعال جمسیتابین با مهار آنزیم ریبونوکلئوتیدردوکتاز(RR) موجب تداخل در سنتزDNA  می شوند و در نهایت مسیر آپوپتوز را فعال می کنند [41]. آنزیم ریبونوکلئوتیدردوکتاز نقش مهمی را در سنتز و ترمیم DNAدر تمام سلول های زنده ایفا می کند [42]. جمسیتابین که در حال حاضر قوی ترین مهارکننده آنریم ریبونوکلئوتیدردوکتاز است به تنهایی برای درمان سرطان پانکراس، سرطان ریه و همچنین با ترکیب با سایر داروهای ضد سرطان از جمله سیس پلاتین، پاکلی تاکسل و اکسالی پلاتین برای درمان طیف گسترده ای از سرطان ها مورد استفاده قرار می گیرد . [39, 43]                                                                                                                                                                           

 جمسیتابین با وجود اثرات درمانی، باعث عوارض جانبی در بیماران می شود [40]. مطالعات مختلف تایید کرده اند که این دارو روی چرخه سلولی اثر کرده و با مهار رشد و تکثیر سلول های سرطانی در نهایت باعث مرگ سلولی آن ها می شود [43] و از آنجا که علاوه بر تداخل در رشد سلول های توموری می تواند روی رشد سلول های طبیعی بدن هم تاثیر بگذارد، اثرات جانبی بیشتری خواهد داشت [44]. علاوه بر این استفاده از این دارو به دلیل نیمه عمر پلاسمایی پایین، نیاز به ناقل جهت عبور از غشا، هیدروفیلسیته بالا و وجود مقاومت در بعضی از سلول های سرطانی، محدود می شود [45, 46]. عوامل متعددی در ایجاد مقاومت نسبت به داروی جمسیتابین نقش دارند، یکی از این عوامل می تواند کاهش جذب سلولی این دارو در نتیحه کاهش سطح بیان ناقلین سلولی جمسیتابین باشد  [47, 48]. همچنین، تغییرات در بیان یا عملکرد آنزیم های متابولیزه کننده این دارو هم می تواند در افزایش مقاومت سلول های توموری نسبت به این دارو نقش داشته باشد [49, 50]. افزایش سطح بیان آنزیم سیتیدین آمیناز (CDA) نیز یکی دیگر از علت های ایجاد مقاومت سلولی و عدم پاسخ مناسب به داروی جمسیتابین می باشد که این آنزیم از طریق د-آمیناسیون جمسیتابین باعث غیر فعال شدن آن می شود [51]. بنابراین علم نانوپزشکی به دنبال استفاده از ابزار ها و نانوحامل هایی است که در سطح مولکولی با سلول های بدن وارد تعامل شوند، و از این طریق با انتقال بهینه دارو به بافت مورد نظر باعث بهبود عملکرد دارو و کاهش عوارض جانبی آن می شوند [52]. با توجه به نکات ذکر شده فرمولاسیون نانوداروی جمسیتابین برای دارورسانی هدفمند در شیمی درمانی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد [53] . در سال های اخیر به منظور پایداری و کارایی بیشتر جمسیتابین، از نانوحامل های مختلفی از جمله نانوذره ها، لیپوزوم ها و همچنین حامل های نیوزومی استفاده شده اس [54]. در بین این نانوحامل ها، نشان داده شده است که لیپوزوم، نانومیسل ها و نیوزوم ها از پتانسیل بالاتری برای تحویل هدفمند جمسیتابین به تنهایی یا به همراه سایر داروهای ضد سرطانی برخوردار می باشند [53, 55].  Tamam و همکاران در سال 2019، داروی جمسیتابین را روی لیپوزوم هایی که بر پایه کلسترول (cholestrol-based liposomes) بودند، بارگیری کردند و اثر سمیت آن را برروی سلولهای کارسینومایی کبد (Huh7) مورد بررسی قرار دادند. نتایج حاصل از این مطالعه، افزایش نیمه عمر پلاسمایی، رهایش مداوم و پایدار داروی کپسوله شده، و در نهایت مرگ سلولی بیشتری را نسبت به فرم آزاد دارو نشان داد [55]. در ادامه چندین تحقیق دیگر، برای جلوگیری از اینتراکشن نامطلوب بین پوشش لیپوزمی و سرم، کپسول های لیپوزومی حاوی داروی جمسیتابین را با عامل پلی اتیل گلیکول (PEG) اصلاح کردند هرچند که مشخص شد که پوشش های حاویPEG می تواند جذب سلولی و رهایش دارو را درون سلول مهار کنند [56, 57]. برای برطرف کردن این عیب، Xu و همکاران داروی جمسیتابین را درون کپسول های لیپوزومی حاوی  PEG حساس به pH  کپسوله کردند و نتایج بیان کننده ی افزایش قابل توجه کپسول های لیپوزومی درون بافت سرطان پانکراس نسبت به کپسول های لیپوزومی غیرحساس به pH بود [58].  اخیرا در سال 2020 Saimi و همکاران، جمسیتابین را به همراه داروی سیس پلاتین درون پوشش های نیوزومی لود کردند و بر روی سلول های سرطانی ریه مورد بررسی قرار دادند. در این تحقیق کپسول های نیوزومی رهایش هم زمان و کنترل شده ای از هر دو دارو و همچنین پتانسیل ضد سرطانی بالقوه ای را در درمان سرطان ریه نشان دادند [59]. همجنین Maniam و همکاران در سال 2021، جمستابین را به طور هم زمان به همراه یکی از مشتقات ویتامینE به نام Tocotrienols درون نانووزیکول های نیوزومی کپسوله کردند. نانو کپسول های نیوزومی حاوی دارو، اثرات سیتوتوکسیک قابل ملاحظه ای را در سلول های سرطانی پانکراس نشان دادند[60].

با اگاهی داشتن در مورد سیستم های دارورسانی به ویژه مکانیزم محصور سازی و رهاسازی دارو در سطح اتمی ، می توان نانوداروهای جدیدی را طراحی کرد. حوزه جدیدی به عنوان داروسازی محاسباتی پدیدار شده است که در آن روشهای محاسباتی می توانند برای رسیدگی به مسائل مربوط به حامل های دارو از جمله انحلال ، حلالیت ، محافظت از مکانیسم های دفاعی بدن ، آزادسازی کنترل شده و حامل های هدفمند مورد استفاده قرار گیرند. از این رو ، تکنیک هایی مانند شبیه سازی دینامیک مولکولی (MD) و مونت کارلو (MC) ابزارهایی قدرتمند برای درک بهتر این موضوع هستند که تعاملات و نیروها در مقیاس اتمی چگونه می توانند باعـث تشکیل و توسعه سیستم های دارورسانی جدید شوند.

ضمن جستجوی پایگاه های مختلف داده ها، مطالعه ای مبنی بر استفاده از نانوذرات فلزی، نیوزوم ارگوسترولی یا بلوک­های کوپلیمری دوگانه دوست (با سورفاکتانت­هایی همچون Pluronic F127 و Lignin) جهت سنتز حامل­های مبتنی بر فناوری نانو جهت رساندن داروهای ضد توموری مثل آیفسفامید و جمیسیتابین  به بافت سرطانی یافت نشده است. در این مطالعه سیستم های دارورسانی بر پایه نانو را سنتز و ارزیابی کرده و  اثرات ضد تکثیری، تغییرات مورفولوژیک و کارایی آنها را در مدل­هایin vitro  و in vivo بررسی می­کنیم.

1. میزان بارگیری و آزادسازی داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) به دام افتاده درون نانوحامل ها یا سوار شده بر روی نانوذرات متفاوت است
2. میزان سمیت نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) بر روی سلول­های HUVEC, Hela, HEK-293T،HepG2، ,C152 MCF-7، SH-SY5Yو A549در مقایسه با سلول­های تیمار نشده متفاوت است.
3. مورفولوژی سلول­های  HUVEC, Hela, HEK-293T،HepG2، ,C152 MCF-7، SH-SY5Yو A549 در اثر تیمار با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در مقایسه با سلولهای تیمار نشده تغییر خواهد کرد.
4. میزان نیتروژن اوره خون رت ها پس از تیمار با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در مقایسه با گروه کنترل تغییر خواهد کرد.
5. میزان کراتینین خون رت ها پس از تیمار با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در مقایسه با گروه کنترل تغییر خواهد کرد.
6. سطح سرمی مالون دی آلدئید در رت های تیمار با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در مقایسه با گروه کنترل تغییر خواهد کرد.
7. فعالیت آنزیم کبدی ALT در خون رت ها پس از تیمار با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در مقایسه با گروه کنترل تغییر خواهد کرد.
8. فعالیت آنزیم کبدی AST در خون رت ها پس از تیمار با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در مقایسه با گروه کنترل تغییر خواهد کرد.
9. فعالیت آنزیم کاتالاز در خون رت ها پس از تیمار با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در مقایسه با گروه کنترل تغییر خواهد کرد.
10. فعالیت آنزیم سوپر اکسید دیسموتاز در خون رت ها پس از تیمار با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در مقایسه با گروه کنترل تغییر خواهد کرد.
11. تیمار با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) منجر به تغییرات هیستوپاتولوژیک در بافت کلیه رت در مقایسه با رتهای تیمار نشده میشود.
12. تیمار رت ها با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) منجر به تغییرات هیستوپاتولوژیک در بافت قلب رت در مقایسه با رتهای تیمار نشده میشود.
13. تیمار رت ها با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) منجر به تغییرات هیستوپاتولوژیک در بافت کبد رت در مقایسه با رتهای تیمار نشده میشود.
14. تیمار رت ها با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) منجر به تغییرات هیستوپاتولوژیک در بافت پانکراس در مقایسه با رتهای تیمار نشده میشود.
15. برهمکنش بین دارو و نانو سیستم های دارو رسان از نظر کمی و کیفی چگونه است؟
16. چه کمیت هایی در نانو سیستم های دارو رسان در مقیاس اتمی و مولکولی بر روی دارو تاتیرگذار خواهند بود؟
17.  مورفولوژی و توزیع اندازه نانوذرات و نانوحامل های بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) چگونه خواهد بود ؟

تعیین کارایی نانوسیستم­های سنتز شده جدید برای انتقال موثر جمیسیتابین و آیفسفامید به عنوان داروهای شیمی درمانی  در مدل­های in vitro ،in vivo و in silico

1. تعیین  و مقایسه مورفولوژی و توزیع اندازه نانوذرات و نانوحامل های بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...)
2. تعیین و مقایسه میزان (درصد) بارگیری داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) درون نانوفرمولاسیون ها یا بر روی نانوذرات
3. تعیین و مقایسه میزان سمیت نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) بر روی سلول­های HUVEC, Hela, HEK-293T،HepG2، ,C152 MCF-7، SH-    SY5Yو A549در مقایسه با سلول­های تیمار نشده.
4. تعیین و مقایسه مورفولوژی سلول­های  HUVEC, Hela, HEK-293T،HepG2، ,C152 MCF-7، SH-SY5Yو A549 در اثر تیمار با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...).
5. تعیین و مقایسه میزان نیتروژن اوره خون رت ها پس از تیمار با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در مقایسه با گروه کنترل.
6. تعیین و مقایسه میزان کراتینین خون رت ها پس از تیمار با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در مقایسه با گروه کنترل.
7. تعیین و مقایسه سطح سرمی مالون دی آلدئید در رت های تیمار با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در مقایسه با گروه کنترل.
8. تعیین و مقایسه میزان فعالیت آنزیم کبدی ALT در خون رت ها پس از تیمار با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در مقایسه با گروه کنترل.
9. تعیین و مقایسه میزان فعالیت آنزیم کبدی AST در خون رت ها پس از تیمار با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در مقایسه با گروه کنترل.
10. تعیین و مقایسه میزان فعالیت آنزیم کاتالاز در خون رت ها پس از تیمار با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در مقایسه با گروه کنترل.
11. تعیین و مقایسه میزان فعالیت آنزیم سوپر اکسید دیسموتاز در خون رت ها پس از تیمار با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در مقایسه با گروه کنترل.
12. تعیین و مقایسه اثر تیمار رت ها با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در ایجاد تغییرات هیستوپاتولوژیک در بافت قلب رت در مقایسه با رتهای تیمار نشده.
13. تعیین و مقایسه اثر تیمار رت ها با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در ایجاد تغییرات هیستوپاتولوژیک در بافت کلیه رت در مقایسه با رتهای تیمار نشده.
14. تعیین و مقایسه اثر تیمار رت ها با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در ایجاد تغییرات هیستوپاتولوژیک در بافت کبد رت در مقایسه با رتهای تیمار نشده.
15. تعیین و مقایسه اثر تیمار رت ها با نانو سیستمهای دارو رسان بارگیری شده با داروهای شیمی درمانی (ایفسفامید، جمیسیتابین و ...) در ایجاد تغییرات هیستوپاتولوژیک در بافت پانکراس رت در مقایسه با رتهای تیمار نشده.
16. تعیین برهمکنش بین دارو و نانو سیستم های دارو رسان از نظر کمی و کیفی 
17. تعیین کمیت های مرتبط با  نانو سیستم های دارو رسان در مقیاس اتمی و مولکولی بر روی داروها

دانشگاه­ها و شرکت­های دارویی

سرطان: تکثیر بیش از حد و غیر طبیعی سلول ها

نانوحامل: شامل نانوحامل های دارویی کلوئیدی، چارچوب های آلی فلزی  (MOF)، لیپوزوم ، نیوزوم  میکروامولسیون، نقاط کوانتومی و فیتوزوم و...) و نانوذرات معناطیسی که به عنوان یکی از سیستم های تحویل دارو در سال های اخیر به شکل وسیعی مورد توجه محققان در حوزه های پزشکی و داروسازی قرار گرفته اند.

سیتوتوکسیسیتی: اثر سمیت سلولی

  تجربی- مداخله ای

تعداد 8 لاین  HUVEC, Hela, HEK-293T) ،HepG2، ,C152 MCF-7، SH-SY5YوA549 - (سرطانی یا غیر سرطانی، 56 سر رت، 4 نوع بافت حیوانی، خون رت و تعداد 15 نانوسیستم مختلف جهت رساندن داروهای شیمی درمانی از جمله ایفسفامید و جمیسیتابین سنتز شده که در جدول زیر اسامی آنها مشخص شده است.

لازم به ذکر است طی این مطالعه ممکن است علاوه بر ایفسفامید و جمیسیتابین، سایر داروهای شیمی درمانی کلاسیک که در رژیم های درمانی برای بیماران سرطانی مورد استفاده قرار میگیرند نیز با روش مشابه بر روی نانوحامل ها بارگیری شوند تا اثرات بیولوژیک آنها بررسی گردد.

ندارد

ندارد

مشاهدات آزمایشگاهی

الف) سنتز نانوحامل های رسانش داروهای شیمی درمانی:

این ترکیبات به شرح زیر جهت ارزیابی اثرات بیولوژیک سنتز شده اند:

روش تهیه نانوحامل ها باید براساس شرایط و هدف نهایی کار انتخاب شود زیرا نوع روش روی تعداد و اندازه  دولایه‌ها، توزیع اندازه وزیکول‌ها، میزان به دام اندازی فاز آبی داخل وزیکول و قابلیت نشت پذیری جدار وزیکول‌ها تأثیر دارد. امروزه روش‌های مختلفی جهت تهیه نانوحامل های کلوییدی به کار برده می‌شود [13]. در ادامه روش‌های رایج در تهیه نانوحامل های کلوییدی ها توضیح داده می‌شود.

-روش تزریق اتر

در این روش مخلوط سورفاکتانت/کلسترول در دی اتیل اتر حل و به آرامی توسط یک سوزن به فاز آبی حاوی ژن یا دارو تزریق می‌شود در حالیکه دمای آب بالاتر از دمای جوش حلال آلی است [61]..

-روش تبخیر فاز معکوس

ابتدا امولسیون روغن/آب  از یک محلول آلی شامل سورفاکتانت/کلسترول و یک محلول آبی از ژن یا دارو تشکیل می‌شود، سپس حلال آلی برای تشکیل نیوزوم های پراکنده در فاز آبی، تبخیر می‌گردد. در برخی موارد لیپیدها تشکیل یک ژل می‌دهند که باید بیشتر هیدراته شوند تا تشکیل نیوزوم بدهند [61]..

-روش آبزدایی-آبگیری

ابتدا نیوزوم های چند لایه بزرگ  تهیه و با سونیکاسیون به نیوزوم های کوچک تک لایه  تبدیل می‌شوند. با فرآیند لیوفلیزاسیون ، آب فرمولاسیون تصعید شده و توده ژلی حاصل بعداً با بافر حاوی داروهای حساس مثل پروتئین‌ها هیدراته می‌شود [62].

-هیدراتاسیون لایه نازک

هیدراتاسیون لایه نازک، یک روش تهیه ساده و پرکاربرد می‌باشد. در این روش، سورفاکتانت ها و برخی افزاینده‌ها نظیر کلسترول در یک حلال آلی و در یک ظرف ته گرد حل می‌شوند. سپس فیلم نازک روی قسمت داخلی ظرف با حذف حلال آلی بوسیله تبخیر کننده خلاء چرخان ، تشکیل می‌شود. یک محلول آبی مثل بافر سالین فسفات  اضافه می‌شود و فیلم نازک در دمای بالاتر از دمای تبدیل، هیدراته می‌شود. وزیکول‌های چند لایه بزرگ در طی هیدراتاسیون تشکیل می‌شوند. داروهای چربی دوست در فاز آلی و داروهای آبدوست در فاز آبی باید حل شوند. به دلیل سادگی و کارایی بالا، این روش به عنوان روش سنتز برای کار حاضر در نظر گرفته شد [62].

• سنتز هیدروترمال

رای سنتز به روش هیدروترمال در مقیاس آزمایشگاهی عمدتاً از اتوکلاو استفاده می‌شود که بسته به نوع فرایند انواع مختلفی دارد. در این نوع فرایند واکنش دهنده‌ها در داخل حلال در دو ظرف جداگانه با غلظت خاصی که وابسته به ضرایب استوکیومتری واکنش مد نظر است، کاملاً حل می‌شوند. برای این کار معمولاً از همزن‌های مغناطیسی، اجیتیتورها یا از سونیکیتورها استفاده می‌شود. بهترین نوع همگنی مربوط به سونیکیتورهاست که اختلاط محلول را توسط امواج ماورای صوت انجام می‌دهند [63].

• سنتز نامومیسل های حاوی داروی شیمی درمانی

نانومیسل های  حاوی دارو با استفاده از میکروامولسیون روغن در آب با استفاده  از  سورفکتانت  ، دارو و اتیل بوتیرات که در بافر فسفات  حل شد براساس محلول 1٪ وزنی اتیل بوتیرات و نسبت مولی روغن به سورفکتانت مساوی با 1 مطابق با مطالعه رهدار و همکاران [64]، و سرگزی و همکاران [65]سنتز می شوند.

• سنتز سبز (Green Synthesis)

در این نوع سنتز از هیچ گونه مواد آلی یا مضری در حین سنتز نانوحامل استفاده نمی شود و فرایند کاهش با استفاده از عصاره گیاهان انجام می شود [66]. در سالهای اخیر با افزایش مشکلات زیست محیطی،توجه فراوانی به بحث شیمی سبز شـده، و تـلاش بـرای سنتز نانو مواد از طریق روشهای پاک زیست محیطی شدیداً افزایش یافته است  و شیمی سبز یک روش پژوهش یا بداعی است که شامل بخش کـاربردی بـرای طراحی، توسعه و تولید کارآمد محصولاتی میشـود کـه توان به حداقل رساندن مواد خطرناک بـرای سـلامت را دارا میباشند. هدف پروژههای فناوری سـبز جدیـد، بـه حداقل رساندن خطرات احتمالی کاربردهای نـانو بـرای انسان و همچنین محـیط زیسـت اسـت نـانو ذرات حاصل از روشهای شیمیایی کـه امـروزه بـه کـار بـرده میشوند به دلیل استفاده از مواد شـیمیایی خطرنـاک و سمی بودن و آسیبهای زیست محیطی حاصل از آنها نگرانیهای زیادی را ایجاد کردهاند. نانو فناوری زیسـتی یکی از امیدوار کنندهترین حوزههای علم و فناوری نـانو در عصر جدید است نانوذرات به دلیـل ویژگیهـای خاص از قبیل اندازه، شکل و مورفولوژی یک تأثیر عمده بر همة جوانب زنـدگی انسـان دارنـد و در میـان آنهـا نانوذرات فلزی از قبیل نقـره، طـلا، پلاتـین و پـالادیوم دارای کاربردهای زیادی در زمینـههای مختلـف علمـی مانند دارو، پزشکی، مهندسی پزشکی و سلامتی هستند  از دیرباز نقره به عنوان یکی از عوامل ضـدمیکروبی برای درمان بیماریها و حفظ مواد غذایی و آب استفاده شده است. بـه همـین دلیـل میتـوان گفـت بیشـتری کــاربرد نــانوذرات نقــره در صــنعت پزشــکی اســت [67]. همچنـین نـانوذرات نقـره دارای خـواص ضـدمیکروبی، ضدســـرطانی و آنتیاکســـیدانی میباشـــند استفاده از گیاهان به عنوان منابع پایـدار و در دسـترس در تهیه نـانو ذرات زیسـت سـازگار، در سـالهای اخیـر مورد توجه بسیاری از پژوهشگران میباشد و از مزایـای ایـن روش میتـوان بـه زیسـت سـازگار بـودن، ارزانـی، غیرسمی بودن و تولید نانو ذرات با خلـوص بـالا اشـاره کرد سوخت و سازهای ثانویه گونـاگون، آنزیمهـا، پروتئینها و اسانسها، کربوهیدراتها، لیپیدها، فنولها، تاننها، اسیدها، ویتامینهـا، ترکیبـات رنگـی، سـولفور، رزینها و ترپنها در تهیـه نـانو ذرات فلـزی بـه وسـیله گیاهان نقـش اساسـی دارنـد [68]. در مطالعه حاضر تهیه نـانو حامل های نانوحامل حاوی جمیسیتابین یا آیفسفامید طی فرایند کاهش با استفاده از عصاره گیاهانی از جمله گیاه انجیر (Ficus Caria)، گیاه بومادران کوتاه دشتی (Achillea Wilhelmsi C. Koch) و انجدان رومی (Levisticum officinale) که این گیاهان خود نیز اثرات ضد سرطانی شناخته شده ای دارند [69-71].

ب- کشت سلولی

براساس مطالعات قبلی رده­های سلولی سالم و سرطانی مورد بررسی قرار می‌گیرد [72]. سلولها در محیط کشت [1]DMED یا  1640-RPMIبا ۱٪ پنی سیلین-استرپتومایسین[2] و  ۱۰٪ سرم جنین گاوی[3] در دمای ۳۷ درجه با غلظت ۵٪ CO2 و رطوبت ۹۵٪ کشت داده می‌شوند.

ج- بررسی سمیت سلولی:

سمیت سلولی نانوسیستم های بارگذاری شده با داروی شیمی بر روی رده­های سلولی مختلف به روش MTT به شرح زیر مورد بررسی قرار خواهد گرفت:

- افزایش 100 میکرولیتر از محلول حاوی سلول‌های مورد نظر با دانسیته مناسب به هر چاهک میکروپلیت 96 چاهکی.

- مقدار 100 میکرولیتر از محلول X2 نمونه مورد آزمایش به چاهک واکنش ارزیابی افزوده خواهد شد. ارزیابی در غلظت­های مختلف برای هر ترکیب بر اساس مطالعات مشابه (به تعداد حداقل 5 غلظت) انجام خواهد گرفت. چند دقیقه قبل از تیمار سلول‌ها، سوسپانسیون نانوذرات یا نانوحامل­های کلوئیدی در محیط کشت، بواسطه‌ی هم زدن با سونیکاتور[4] به مدت ۵ دقیقه و با غلظت‌های مختلف تهیه می‌شود.

- میکروپلیت به مدت 24، 48  یا 72 ساعت در دمای 37 درجه سانتی گراد انکوبه خواهد شد.

- پس از سانتریفیژ میکروپلیت با دور g350 به مدت 10 دقیقه، 200 میکرولیتر از محلول هر چاهک برداشته و 200 میکرولیتر از محلولMTT (mg/ml 0.5 ) رقیق شده با RPMI بدون فنول، به آن اضافه خواهد شد.

- میکروپلیت به مدت 3 ساعت در دمایC37 انکوبه می شود.

- در این مرحله  میکرولیتر 200  از محلول هر چاهک برداشته و به ازای آن میکرولیتر 200  از حلال DMSO به هر چاهک افزوده خواهد شد.

- میکروپلیت به مدت نیم ساعت با سرعت 130 دور در دقیقه هم زده خواهد شد.

- در نهایت جذب هر چاهک در طول موج nm 492 نسبت به فیلتر مرجع nm 630 ثبت می شود. مراحل فوق سه بار تکرار شده و نتیجه نهایی به صورت IC₅₀ گزارش خواهد شد.

د) بررسی مورفولوژی سلولی

سلولها در پلیت 96 خانه چسبان ریخته شده و 24 ساعت اجازه داده می شود تا سلولها به کف پلیت متصل شوند. سپس سلولهای مشتق شده از بافت های سرطانی و غیر سرطانی با نانوسیستم های بارگذاری شده با داروی شیمی در محدوده غلظتی بهینه (مطابق با مقالات مشابه) تیمار شده و پس از 24، 48 و 72 ساعت مورفولوژی سلولها توسط میکروسکوپ معکوس (invert) مورد ارزیابی قرار گرفته و تغییرات مورفولوژیک توسط یک دوربین دیجیتال ثبت خواهد شد.

ه) سنجش میزان پارامترهای بیوشیمیایی و آنزیمی در خون رت:

تعداد 56 سر موش صحرایی نر بالغ (Sprague-Dawley) میانگین وزن 250-300 گرم از مرکز آزمایشگاه حیوانات دانشگاه علوم پزشکی زابل خریداری میشوند. موش ها در اتاق استاندارد در درجه حرارت 24 درجه سانتیگراد و چرخه های طبیعی روشنایی/تاریکی و در تهویه مناسب نگهداری می شوند. اتاق حیوانات دسترسی رایگان به  آب لوله کشی و رژیم غذایی مناسب در طول آزمایش دارند. تجویز داروی خوراکی و هندلینگ حیوانات با رعایت  دستورالعمل مراقبت و استفاده از جوندگان آزمایشگاهی بر اساس گایدالین انتشارات NIH (شماره 85-23) انجام  میشود. برای تیمار با هر دارو، قبل از گاواژ، رت ها به طور تصادفی در گروههای 8 تایی به صورت کنترل (تیمار نشده)، تیمار شده با دارو به فرم آزاد و تیمار شده با دارو به فرم نانوفرموله قرار میگیرند. گروه تیمار که بصورت وریدی داروی نانوفرموله را با دوز معین (مطابق با مقالات مشابه) دریافت میکنند بعد از 24 ساعت، نمونه خون جمع آوری شده از قلب سانتریفیوژ میشود تا سرم جدا شود.

- ارزیابی پارامترهای شیمیایی:

سطح سرمی BUN (نیتروژن اوره خون) و کراتینین با توجه به دستورالعمل کیت اندازه گیری میشود. تمام تجزیه  و تحلیل های بیوشیمیایی با استفاده از دستگاه اتوآنالیزور Vital Scientific ،Selectra Pro M انجام میشود. برای ارزیابی سطح سرمی آسپارتات آمینوترانسفراز (AST) و آالنین آمینوترانسفراز سطوح (ALT) از روش رنگ سنجی استفاده میشود. فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان درون زا نظیر فعالیت  کاتاالاز در سرم از طریق روش گوتی [73] اندازه گیری میشود. سوپراکسید دیسموتاز  نمونه های سرم با استفاده از روش توصیف شده توسط Sun و همکاران [74]، با برخی تغییرات اندازه گیری میشود.

- ارزیابی پراکسیداسیون لیپیدی:

بررسی سطح مالوندآلدئید MDA در کلد ب روش Ohkawa و همکاران انجام میشود [75].

- ارزیابی هیستوپاتولوژیک :

بعد از تیمار رتها با نانوذرات، بیهوشی با پنتوباربیتول انجام شده و بعد از کشتن رتها، بافت کلیه و کبد برای  ارزیابی های بافت شناسی استخراج و پردازش میشوند. فیکساسیون در بافر فرمالین به مدت دو روز انجام  میشود. در ادامه نمونه های پارافینی از بافت های کبد و کلیه و قلب و پانکراس رت تهیه و رنگ آمیزی هماتوکسیلین ائوزین و ارزیابی زیر میکروسکوپ نوری انجام میشود.

خ) ساخت مدل رایانه ای از نانو میسیل های حاوی دارو 

برای این منظور ابتدا اجزای تشکیل دهنده نانو میسل شناسایی شده و رسم می شود. سپس ساختارها با استفاده از روشهای مکانیک کوانتومی بهینه شده پارامترهای متناسب با میدان نیروی امبر شامل بار جزیی روی اتم ها و اندازه پیوندها، زوایا و دایهدرال برای هر جزء استخراج می شود. در ادامه  این ساختارها برای ساخت مدل نانو میسل مورد استفاده قرار خواهند گرفت.  سپس به مدل ساخته شده  مولکول های دارو  اضافه شده،ساختار سولواته  شده  ویون های مختلف برای خنثی سازی بار کل سیستم به ان اضافه می شود. در نهایت دینامیک سیستم با استفاده از روش های دینامیک مولکولی با استفاده ازنرم افزار گرومکس مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

برای ارزیابی اختلاف میزان پارامترهای مورد بمطالعه در سلوله و بافت های تیمار شده در مقایسه با سلول یا بافت کنترل (تیمار نشده)، از تست ANOVA همراه با آزمون Tukey استفاده می­شود. نتایج به صورت Mean ± SEM گزارش می شود و p<0.05 معنی دار در نظر گرفته می شد.

راهنمای اخلاقی پژوهش بر روی عضو و بافت انسانی در جمهوری اسلامی ایران (کدهای 1 و 2و 3و 8) 

راهنمای عمومی اخلاق در پژوهش‌های علوم پزشکی دارای آزمودنی انسانی  در جمهوری اسلامی ایران (کدهای 1و 9 و 11 و 28 و 29و 30 و 31)

کد های زیر از راهنمای مراقبت و استفاده از حیوانات آزمایشگاهی در امور علمی در مطالعه حاضر رعایت خواهد شد

بخش دوم قسمت 4- 

بخش سوم-قسمت اول

همچنین کدهای راهنمای اخلاقی تعیین شدّت مداخلات بر روی حیوانات آزمایشگاهی در مطالعه فعلی لحاظ می شوند

بخش سوم

بر اساس گایدالین اخلاقی تمام ملاحظات اخالقی در نگهداری و کار با حیوانات آزمایشگاهی در تمام مراحل:

- نگهداری

- تیمار

- نمونه گیری رعایت میشود.

بلی

1.         Fass, L., Imaging and cancer: a review. Molecular oncology, 2008. 2(2): p. 115-152.

2.         Pecorino, L., Molecular biology of cancer: mechanisms, targets, and therapeutics. 2012: Oxford university press.

3.         Weinstein, I.B. and A.K. Joe, Mechanisms of disease: oncogene addiction—a rationale for molecular targeting in cancer therapy. Nature Reviews Clinical Oncology, 2006. 3(8): p. 448.

4.         Sonnenschein, C. and A.M. Soto. Theories of carcinogenesis: an emerging perspective. in Seminars in cancer biology. 2008. Elsevier.

5.         Qingyi, W. and L. Lei, DNA repair, genetic instability, and cancer. 2007: World scientific.

6.         Abbasalipourkabir, R., et al., Toxicity of zinc oxide nanoparticles on adult male Wistar rats. 2015. 84: p. 154-160.

7.         Baati, T., et al., In depth analysis of the in vivo toxicity of nanoparticles of porous iron (III) metal–organic frameworks. 2013. 4(4): p. 1597-1607.

8.         Melegari, S.P., et al., Evaluation of toxicity and oxidative stress induced by copper oxide nanoparticles in the green alga Chlamydomonas reinhardtii. 2013. 142: p. 431-440.

9.         Heng, B.C., et al., Toxicity of zinc oxide (ZnO) nanoparticles on human bronchial epithelial cells (BEAS-2B) is accentuated by oxidative stress. 2010. 48(6): p. 1762-1766.

10.       POOLE, C., P.. Jr., OWENS, FJ,“Introduction to Nano Technology”, A John Wiley & Sons. INC, New Jersey, 2003: p. 72.

11.       Daou, T., et al., Coupling agent effect on magnetic properties of functionalized magnetite-based nanoparticles. Chemistry of Materials, 2008. 20(18): p. 5869-5875.

12.       محمدجواد, م., et al., ارزیابی اثر سیس پلاتین و نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن بارگذاری شده با سیس پلاتین روی بیان ژن های BCL2 و BAX در رده سلولی T47D سرطان پستان.

13.       Mishra, B., B.B. Patel, and S. Tiwari, Colloidal nanocarriers: a review on formulation technology, types and applications toward targeted drug delivery. Nanomedicine: Nanotechnology, biology and medicine, 2010. 6(1): p. 9-24.

14.       Horoiwa, T.A., A.M. Oliveira, and N.P.N. Cerize, Development of polymeric colloidal nanocarrier based on maltodextrin. Revista IPT: Tecnologia e Inovação, 2017. 1(4).

15.       Anand, A., A. Sugumaran, and D. Narayanasamy, Brain targeted delivery of anticancer drugs: prospective approach using solid lipid nanoparticles. IET nanobiotechnology, 2019. 13(4): p. 353-362.

16.       Shao, M., et al., Drug nanocarrier, the future of atopic diseases: Advanced drug delivery systems and smart management of disease. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2016. 147: p. 475-491.

17.       Iemma, F., Characterization of Colloidal Nanocarriers. 2019, University of Calabria.

18.       Ardelean, I.L., et al., Hybrid Magnetic Nanostructures For Cancer Diagnosis And Therapy. Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry (Formerly Current Medicinal Chemistry-Anti-Cancer Agents), 2019. 19(1): p. 6-16.

19.       Abazari, R., et al., Chitosan immobilization on bio-MOF nanostructures: a biocompatible pH-responsive nanocarrier for doxorubicin release on MCF-7 cell lines of human breast cancer. Inorganic chemistry, 2018. 57(21): p. 13364-13379.

20.       Daraee, H., et al., Application of liposomes in medicine and drug delivery. Artificial cells, nanomedicine, and biotechnology, 2016. 44(1): p. 381-391.

21.       Tran, S., et al., Cancer nanomedicine: a review of recent success in drug delivery. Clinical and translational medicine, 2017. 6(1): p. 44.

22.       Lee, K.-T., et al., Catalase-modulated heterogeneous Fenton reaction for selective cancer cell eradication: SnFe2O4 nanocrystals as an effective reagent for treating lung cancer cells. ACS applied materials & interfaces, 2017. 9(2): p. 1273-1279.

23.       Agarwal, H., A. Nakara, and V.K. Shanmugam, Anti-inflammatory mechanism of various metal and metal oxide nanoparticles synthesized using plant extracts: A review. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2019. 109: p. 2561-2572.

24.       Wang, S.-Q., et al., Ifosfamide-loaded lipid-core-nanocapsules to increase the anticancer efficacy in MG63 osteosarcoma cells. Saudi journal of biological sciences, 2018. 25(6): p. 1140-1145.

25.       Brock, N. and J. Pohl, The Basis of Modern Ifosfamide Therapy1, in Ifosfamide in Tumor Therapy. 1987, Karger Publishers. p. 1-11.

26.       Velmurugan, R. and S. Selvamuthukumar, Development and optimization of ifosfamide nanostructured lipid carriers for oral delivery using response surface methodology. Applied nanoscience, 2016. 6(2): p. 159-173.

27.       Kuppner, M., et al., Differential effects of ifosfamide on dendritic cell‐mediated stimulation of T cell interleukin‐2 production, natural killer cell cytotoxicity and interferon‐γ production. Clinical & Experimental Immunology, 2008. 153(3): p. 429-438.

28.       Zhang, J., Q. Tian, and S.-F. Zhou, Clinical pharmacology of cyclophosphamide and ifosfamide. Current Drug Therapy, 2006. 1(1): p. 55-84.

29.       Hansen, R.J., et al., Role of MGMT in protecting against cyclophosphamide-induced toxicity in cells and animals. DNA repair, 2007. 6(8): p. 1145-1154.

30.       Lowenberg, D., et al., PharmGKB summary: ifosfamide pathways, pharmacokinetics and pharmacodynamics. Pharmacogenetics and genomics, 2014. 24(2): p. 133.

31.       Skinner, R., Chronic ifosfamide nephrotoxicity in children. Medical and pediatric oncology, 2003. 41(3): p. 190-197.

32.       Sorio, R., et al., Ifosfamide in advanced/disseminated breast cancer. Oncology, 2003. 65(Suppl. 2): p. 55-58.

33.       Meister, A. and M.E. Anderson, Glutathione. Annual review of biochemistry, 1983. 52(1): p. 711-760.

34.       Pandit, A.A. and A.K. Dash, Surface-modified solid lipid nanoparticulate formulation for ifosfamide: development and characterization. Nanomedicine, 2011. 6(8): p. 1397-1412.

35.       Chen, B., et al., Ifosfamide-loaded poly (lactic-co-glycolic acid) PLGA-dextran polymeric nanoparticles to improve the antitumor efficacy in Osteosarcoma. BMC cancer, 2015. 15(1): p. 1-9.

36.       Yoosefian, M., S. Sabaei, and N. Etminan, Encapsulation efficiency of single-walled carbon nanotube for Ifosfamide anti-cancer drug. Computers in biology and medicine, 2019. 114: p. 103433.

37.       AlMotwaa, S.M., M.H. Alkhatib, and H.M. Alkreathy, Incorporating ifosfamide into salvia oil-based nanoemulsion diminishes its nephrotoxicity in mice inoculated with tumor. BioImpacts: BI, 2020. 10(1): p. 9.

38.       Veltkamp, S.A., et al., New insights into the pharmacology and cytotoxicity of gemcitabine and 2′, 2′-difluorodeoxyuridine. Molecular Cancer Therapeutics, 2008. 7(8): p. 2415-2425.

39.       Ciccolini, J., et al., Pharmacokinetics and pharmacogenetics of Gemcitabine as a mainstay in adult and pediatric oncology: an EORTC-PAMM perspective. Cancer chemotherapy and pharmacology, 2016. 78(1): p. 1-12.

40.       Mini, E., et al., Cellular pharmacology of gemcitabine. Annals of oncology, 2006. 17: p. v7-v12.

41.       Giovannetti, E., et al., Synergistic cytotoxicity and pharmacogenetics of gemcitabine and pemetrexed combination in pancreatic cancer cell lines. Clinical cancer research, 2004. 10(9): p. 2936-2943.

42.       Bergman, A., et al., Increased sensitivity to gemcitabine of P-glycoprotein and multidrug resistance-associated protein-overexpressing human cancer cell lines. British journal of cancer, 2003. 88(12): p. 1963-1970.

43.       Heinemann, V., et al., Inhibition of ribonucleotide reduction in CCRF-CEM cells by 2', 2'-difluorodeoxycytidine. Molecular pharmacology, 1990. 38(4): p. 567-572.

44.       Iwasaki, H., et al., Differential incorporation of ara-C, gemcitabine, and fludarabine into replicating and repairing DNA in proliferating human leukemia cells. Blood, The Journal of the American Society of Hematology, 1997. 90(1): p. 270-278.

45.       Toschi, L., et al., Role of gemcitabine in cancer therapy. 2005.

46.       Hawryłkiewicz, A. and N. Ptaszyńska, Gemcitabine peptide-based conjugates and their application in targeted tumor therapy. Molecules, 2021. 26(2): p. 364.

47.       El Maalouf, G., et al., Markers involved in resistance to cytotoxics and targeted therapeutics in pancreatic cancer. Cancer treatment reviews, 2009. 35(2): p. 167-174.

48.       Rudin, D., et al., Gemcitabine cytotoxicity: interaction of efflux and deamination. Journal of drug metabolism & toxicology, 2011. 2(107): p. 1.

49.       Maréchal, R., et al., Human equilibrative nucleoside transporter 1 and human concentrative nucleoside transporter 3 predict survival after adjuvant gemcitabine therapy in resected pancreatic adenocarcinoma. Clinical cancer research, 2009. 15(8): p. 2913-2919.

50.       Gilbert, J.A., et al., Gemcitabine pharmacogenomics: cytidine deaminase and deoxycytidylate deaminase gene resequencing and functional genomics. Clinical Cancer Research, 2006. 12(6): p. 1794-1803.

51.       Majumder, J., O. Taratula, and T. Minko, Nanocarrier-based systems for targeted and site specific therapeutic delivery. Advanced drug delivery reviews, 2019. 144: p. 57-77.

52.       May, J.P., et al., Thermosensitive liposomes for the delivery of gemcitabine and oxaliplatin to tumors. Molecular pharmaceutics, 2013. 10(12): p. 4499-4508.

53.       ud Din, F., et al., Effective use of nanocarriers as drug delivery systems for the treatment of selected tumors. International journal of nanomedicine, 2017. 12: p. 7291.

54.       Ceren Ertekin, Z., Z. Sezgin Bayindir, and N. Yuksel, Stability studies on piroxicam encapsulated niosomes. Current drug delivery, 2015. 12(2): p. 192-199.

55.       Tamam, H., et al., Development of liposomal gemcitabine with high drug loading capacity. Molecular pharmaceutics, 2019. 16(7): p. 2858-2871.

56.       Kim, D.H., et al., Gemcitabine-loaded DSPE-PEG-PheoA liposome as a photomediated immune modulator for cholangiocarcinoma treatment. Biomaterials, 2018. 183: p. 139-150.

57.       Fuse, T., et al., Effective light-triggered contents release from helper lipid-incorporated liposomes co-encapsulating gemcitabine and a water-soluble photosensitizer. International journal of pharmaceutics, 2018. 540(1-2): p. 50-56.

58.       Xu, H., J.W. Paxton, and Z. Wu, Development of long-circulating pH-sensitive liposomes to circumvent gemcitabine resistance in pancreatic cancer cells. Pharmaceutical research, 2016. 33(7): p. 1628-1637.

59.       Mohamad Saimi, N.I., et al., Aerosolized niosome formulation containing gemcitabine and cisplatin for lung cancer treatment: Optimization, characterization and in vitro evaluation. Pharmaceutics, 2021. 13(1): p. 59.

60.       Maniam, G., et al., Co-encapsulation of gemcitabine and tocotrienols in nanovesicles enhanced efficacy in pancreatic cancer. Nanomedicine, 2021. 16(5): p. 373-389.

61.       Rajera, R., et al., Niosomes: a controlled and novel drug delivery system. Biological and Pharmaceutical Bulletin, 2011. 34(7): p. 945-953.

62.       Gharbavi, M., et al., Niosome: a promising nanocarrier for natural drug delivery through blood-brain barrier. Advances in pharmacological sciences, 2018. 2018.

63.       Gerbreders, V., et al., Hydrothermal synthesis of ZnO nanostructures with controllable morphology change. CrystEngComm, 2020. 22(8): p. 1346-1358.

64.       Rahdar, A., et al., Pluronic F127/Doxorubicin microemulsions: Preparation, characterization, and toxicity evaluations. Journal of Molecular Liquids, 2021: p. 117028.

65.       Sargazi, S., et al., Synthesis, characterization, toxicity and morphology assessments of newly prepared microemulsion systems for delivery of valproic acid. Journal of Molecular Liquids, 2021. 338: p. 116625.

66.       Salem, S.S. and A. Fouda, Green synthesis of metallic nanoparticles and their prospective biotechnological applications: an overview. Biological trace element research, 2021. 199(1): p. 344-370.

67.       Ahmad, S., et al., Green nanotechnology: A review on green synthesis of silver nanoparticles—An ecofriendly approach. International journal of nanomedicine, 2019. 14: p. 5087.

68.       Gour, A. and N.K. Jain, Advances in green synthesis of nanoparticles. Artificial cells, nanomedicine, and biotechnology, 2019. 47(1): p. 844-851.

69.       Sargazi, S., et al., Hydro-alcoholic extract of Achillea Wilhelmsii C. Koch reduces the expression of cell death-associated genes while inducing DNA damage in HeLa cervical cancer cells. Iranian Journal of Medical Sciences, 2020. 45(5): p. 359.

70.       Mollashahee-Kohkan, F., et al., Levisticum officinale extract triggers apoptosis and down-regulates ZNF703 gene expression in breast cancer cell lines. Reports of biochemistry & molecular biology, 2019. 8(2): p. 119.

71.       Jasmine, R., K. Manikandan, and K. Karthikeyan, Evaluating the antioxidant and anticancer property of Ficus carica fruits. African journal of Biotechnology, 2015. 14(7): p. 634-641.

72.       Hadi, F., et al., Combinatorial effects of radiofrequency hyperthermia and radiotherapy in the presence of magneto‐plasmonic nanoparticles on MCF‐7 breast cancer cells. 2019.

73.       Goth, L., A simple method for determination of serum catalase activity and revision of reference range. Clinica chimica acta, 1991. 196(2-3): p. 143-151.

74.       Sun, Y., L.W. Oberley, and Y. Li, A simple method for clinical assay of superoxide dismutase. Clinical chemistry, 1988. 34(3): p. 497-500.

75.       OGURA, R., et al., Assay for lipid peroxide content in mitochondria by the thiobarbituric acid reaction. The Kurume medical journal, 1987. 34(2): p. 53-58.

توسعه و مشخصه یابی نانوسیستم­های جدید برای انتقال موثر جمیسیتابین و آیفسفامید به عنوان داروهای شیمی درمانی و تعیین کارایی آنها در مدل­های in vitro و in vivo

ندارد

ایجاد سیستم های دارو رسانی نوین برای کاهش اثرات جانبی داروهای شیمی درمانی

ندارد

ندارد

تمامی هزینه ها توسط مجری طرح پرداخت خواهد شد

ندارد

شامل این مطالعه نمیشود

مجری طرح:
09103161030

شامل این مطالعه نمیشود

شامل این مطالعه نمیشود

ندارد