Tantativ nan nouvo dwòg pou Maladi Ren: Graphene Oxide kòm yon konpayi asirans pou livrezon dwòg nan Metòd

Contact:ali.ma@wecistanche.com

Hani Nasser Abdelhamid et al

Benefis sante Cistanche pou maladi ren, klike isit la jwenn echantiyon an

Abstrè:

Nanomaterials, ki gen ladan kabòn ki baze sou nan atik, yo te aplike kòm transpòtè pou dwòg antikans. Kominikasyon kout sa a rapòte sentèz la, cytotoxicity, ak livrezon dwòg nan metòd lè l sèvi avèk oksid grafik (GO) kòm yon konpayi aseryè. GO te sentèz apre metòd Hummer a. Li te karakterize lè l sèvi avèk difraksyon X-ray (XRD), transmisyon mikwoskòp elektwonik (TEM), ak optik mikwoskòp elektwonik (SEM). Done analiz konfime sentèz la nan GO ak kristalite segondè ak mòfoloji lamellae. GO te montre yon sitokonpatibilite segondè nan direksyon selil imen an EA.hy926 selil endepandan. GO te itilize kòm yon konpayi asirans pou dwòg la antikans; metòd. Livrezon dwòg la te teste pou selil kansè nan hepatocellar (HepG2 selil), anbriyon imenRenselil (HEK293A selil), ak pòtray po (PEF).

Mo kle:kabònalomaje yo; livrezon dwòg; chimyoterapi; metòd.

1. Entwodiksyon

Maladi kansè te konsidere kòm yon menas grav pou moun. Sante mondyal Òganizasyon (KI, 2018) rapòte ke kansè lakòz youn nan sis lanmò. Selon yon etid nan 2020, gen 19 milyon ka ki gen rapò ak kansè nan ane [1], sa ki lakòz 8.8 milyon lanmò (ki reprezante 15.7% nan lanmò anyèl) [2,3]. Plizyè dwòg yo te rapòte kòm pwomès lidè ki ka edikasyon antikan [4–11]. Sepandan, yo manke segondè entènasyonalizasyon, pèmeyasyon selil, byoavailabilite, selektivite, ak ogmante efikasite [5,6,12–19]. Se konsa, plizyè transpòtè, ki gen ladan polymère natirèl [20], polysaccharides [13], transpòtè mayetik [21], ak ekstraselilè Yo te rapòte machin yo pou livrezon dwòg. Yo montre gwo kapasite dwòg chaje dwòg, kontwole lage, ak ogmante entènasyonalizasyon selil. Nanoteknoloji te avanse Jaden byomedikal, ki gen ladan tretman kansè [23–29].

Graphene se yon nouvo alyaj (de dimansyon, 2D) nankabòn nan kabònavèk yon yon sèl kouch nan sp2-ibridize atòm kabòn [30-39]. Yo te bay sentèz grafans lan Pri Nobèl nan Chimi nan 2010. Grafene ki baze soualomaje yotankou oksid grafik (GO) te avanse byomedikin, ki gen ladan livrezon dwòg [40,42]. Yo ka kontinye antre nan echèl [43,45], fib [46], ak idwojèn [47]. Materyèl ki baze sou Graphene ofri plizyè avantaj, ki gen ladan kapasite dwòg segondè ak kapasite lage [47]. Melanje medikaman antikans tankou doksin (DOX) ak kantolisin (CPT) ka chaje nan ALE [49]. Se konsa, yo kapab delivre plis pase yon dwòg ansanm. Dwòg la ka chaje nan grafik atravè kwa-ki lye ak chimi [50], elektwostatik, ak entèraksyon absòpsyon fizik tankou kòm π-π entèraksyon koperativ [51]. Livrezon dwòg la ka kontwole atravè pH [50,52], enfrawouj [53], Tou pre-enfrawouj (NIR) limyè [54], ak elektrik kontwòl [55]. Sifas la modifikasyon asire liberasyon dwòg segondè [56]. Grafene kapab tou modifye ak lòt nan atik, ki gen ladan mayetik nan atik pou tretman foto [57]. Materyèl Graphene ki baze sou ofri multionctionalite [58–61]. Gwoup polè yo rann materyèl la trè wo idwofilik. Se konsa, yo te itilize kòm yon konpayi asirans pou livrezon nan dwòg antikans tankou DOX [62], quercetin ak gefitinib [63], sukcinate sumatript (SS)[64], ak cytarabine (CYT)[65].

Isit la, aplikasyon an nan oksid grafik (GO) delivre metòd (MTX) te envestige. Metòd Hummer a te swiv sentèz GO ki te swiv pa ultrason pou asire gwo dispèsyon. Kristalite a ak mòfoloji nan GO yo te karakterize lè l sèvi avèk difizyon X-ray (XRD) ak mikwoskòp elektwonik (transmisyon (TEM), optik (SEM). materyèl te melanje ak metòd. Methotrexate-chaje GO teste lè l sèvi avèk selil kansè nan sant (HepG2 selil), anbriyon imenRenselil yo(HEK293A selil yo), ak porcine po (PEF).

2. Materyèl ak metòd

Flak grafit yo te achte nan Alfa Aesir (Almay). 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT), asid silfirik, ak potasyòm permanganate (KMNO4) yo te achte soti nan Sigma-Aldrich (USA).

2.1. Sentèz GO.

GO te prepare lè l sèvi avèk metòd Hummer a [32,66]. Grafit natirèl (1.0 g) te dispèse nan yon melanj de asid silfirik (15.0 mL) ak asid nitrik (10.0 mL) nan yon beny glas. Potasyòm pèmanan (3.0 g) te piti piti ajoute nan melanj lan asid pandan brase. Apre 12h, peroksid idwojèn (15.0 mL) te tonpe. GO te ranmase epi lave ak HCL ak dlo pou retire nenpòt enpurte. Solisyon GO a (1 mg / mL) te prepare atravè iltrasonikasyon (140 W) pou 2d nan 60 ° C.

2.2. Enstriman.

X-ray diffraction (XRD) te anrejistre lè l sèvi avèk yon panalytical X'Pert Pro diffractometer (Cu Kα1, λ nan 1.54Å). Transmisyon elektwonik mikwoskòp (TEM) imaj te kaptire lè l sèvi avèk yon ENstriman JEM-2100 (JEOL, Japon). Optik mikwoskòp elektwonik (SEM) imaj te fè lè l sèvi avèk yon enstriman JSM-7000 (JEOL). UV-Vis spectra yo te anrejistre lè l sèvi avèk Thermo Syantifik Evolisyon-300. Fourier transfòme enfrawouj (FT-IR) espektakilè yo te evalye nan solid fòme lè l sèvi avèk Shimadzu-470 atravè teknik la KBr disk.

2.3. Endirèk asire.

EA.hy926 selil endothelial yo te kiltire nan modifye Eagle modifye mwayen (DMEM; Envitasyon, USA) konplete ak 10% fetal serom bovine (FBS; Hyclone, USA) ak 1% penisilin / streptomycin (p / s, Gibco, USA) nan yon enkibatè imidifye nan 37 ° C ak 5% CO2. Selil yo te rekòlte lè l sèvi avèk metòd tripsin ki baze sou. Ekstrè yo te prepare soti nan A a pou mennen ankèt sou nenpòt ki risk toksikolojik. Substra a te esterilize lè l sèvi avèk gaz oksid etylene ak melanje ak sewòm-gratis DMEM konplete ak 1% p / s kilti mwayen anba kondisyon an nan 37 ° C / 120 r / min pou 72 h, dapre yon estanda rapò nan 0.2 g / mL nan mwayen kilti [67]. Lè sa a, sipènatan an te santrifye ak filtre pou prepare medya yo prediksyon finalman.

Selil yo te kiltirèl nan yon dansite de 5×104cells / byen nan 24 byen plak pou 24 h lè l sèvi avèk yon ranpli mwayen kilti. Mwayen an te aspire, Lè sa a, 500 μL nan kondisyone oswa kontwòl mwayen te ajoute apre konbine 10% FBS. Kòm yon kontwòl negatif, selil yo te kiltirèl ak DMEM, pandan y ap nan kontwòl pozitif la byen, selil yo te kiltirèl nan prezans nan 20% dimethyl sulfoxide (DMSO). Vizibilite selil te kalitativman envestige nan jou 3 lè l sèvi avèk yon Live / mouri twous assay (calcein-AM / ethidium Bromide omoseksyèl, Envitwojèn), dapre Enstriksyon manifakti a, yo te wè anba yon mikwoskòp fluoresans (Olympus, Japon).

2.4. chaje dwòg.

Dwòg antikansye te chaje pa ajoute 1.0 mL nan metòd (100 μg / mL; SigmaAldrich) a 4.0 mL nan GO nan solisyon tanpon (25 μg / mL) anba brase pou 48 èdtan nan fènwa a nan tanperati chanm.

2.5. tès livrezon dwòg.

Selil kansè nan hepatocellar (Selil HepG2), anbriyon imenRenselil yo (HEK293A selil), ak po porcine (PEF) yo te kiltire nan DMEM siplemantè ak 10% FBS nan yon atmosfè imid 5% CO2 andedan yon enkibatè nan 37 °C. Selil yo te rekòlte soti nan 90% plak kilti selil konfli epi yo te reyisi nan yon fre konplètman fre mwayen anvan plak. Selil yo (3×104) te grenn nan yon plak 24-byen. Selil yo te kiltirèl pou 24 èdtan, lave de fwa ak saline fosfat-afekte (PBS), ak Lè sa a, enkukib avèk swa MTX-ALE, oswa MTX (20 μg / ml), oswa GO (20 μg / mL) sèlman ki gen DMEM mwayen nan 37 °C pou 24 èdtan. Selil a te evalye lè l sèvi avèk mtt a. Aktif selil yo diminye MTT ki gen koulè pal nan fòma koulè wouj violèt. Yon ti tan, 50 μL of MTT solisyon (5 mg / mL) te ajoute nan chak byen ak incubated nan 37 ° C pou 4 èdtan. Apre jete mwayen an ki gen MTT, 350 μL nan selil yo te kiltirèl nan prezans nan 20% DMSO. Apre 10 minit nan enkubasyon, 100 μL aliquots soti nan byen yo te pipette nan yon lòt 96-byen plak. Koulè a devlope te kalkile pa anrejistreman absòbe a nan yon vag 570 nm ak yon spectrophotometer.

3. Rezilta ak Diskisyon

3.1. Karakterizasyon materyèl.

GO te sentèz nan oksidasyon grafit lè l sèvi avèk KMNO4 nan yon solisyon asid (Figi 1) [39,68,69]. modèl XRD pou GO ekspoze yon pik difizyon fò nan 10.9° koresponn ak Miller endèks nan avyon (002) avyon (Figi 2a). D-espas pou prepare a materyèl se 0.9 nm (Figi 2a). Mòfoloji a nan GO te evalye lè l sèvi avèk TEM ak SEM imaj (Figi 3). Transparans nan ALE nan imaj la TEM revele ke Ale konsiste de yon kèk kouch 2D (Figi 3a). IM IM IMS konfime mòfoloji a lamellae nan GO (Figi 3b). Imaj TEM ak SEM revele ke GO gen tonbe mòfoloji (Figi 3).

UV-Vis spectre nan GO montre gwoup absòpsyon maksimòm nan 250 nm ak 355 nm ki koresponn ak π → π * tranzisyon nan aromat C-C ak n → π * tranzisyon C = C = C (Figi 2b) [70]. Baze sou estrikti chimik la, MTX montre fò π-π * oswa σ–σ tranzisyon an * nan rejyon UV-Vis nan absòbs maksimòm de 368 nm ak 274 nm (Figi 2b). Gwoup la absòbe final nan MTX nan 368 nm te chanje nan 361 nm apre konjigasyon ak GO endike entèraksyon an fò ant GO ak MTX.

Gwoup fonksyon chimik yo anvan ak apre entèraksyon yo te karakterize lè l sèvi avèk FT-IR spectra (Figi 2c). Ale ekspozisyon gwoup vibrasyonèl nan 3569 cm-1, 1707 cm-1, 1628 cm-1, 1412 cm-1, ak 1029 cm-1, ki koresponn ak O−H detire, C= O detire nan kabòn nan gwoup asid, aromat C−C detire, O –H deformation, ak C -O (Figi 2c). IR KI FT-IR spectre nan MTX montre gwoup karakteristik yo nan 1380 cm-1, 1644 cm-1, ak 3400 cm-1corresponding nan C−N, −NH2, ak N−H, respektivman (Figi 2c). MTX-GO ekspozisyon karakteristik karakteristik pou tou de materyèl. Sepandan, gwoup yo Vibrational nan MTX sitou disparèt, ki endike entèraksyon an fò ak GO (Figi 2c).

3.2. Ale cytocompatibility.

Imaj fliyoresans nan EA.hy926 selil yo te rapòte tou (Figi 4). Imaj endike dansite selil segondè revele nati a biocompatible nan GO (Figi 4).

3.3. livrezon dwòg.

GO te itilize pou livrezon nan metòd (Figi 1). Tou de kote yo nan kouch GO ka adsorb MTX atravè entèraksyon ki pa kovalan ki gen ladan elektwostatik, ak π-π entèkalasyon. DIstans entèplanè ale tou pre 1 nm, ki ofri MTX entèkalasyon ant kouch. Se konsa, GO ka itilize kòm yon konpayi aseryèl pou livrezon nan MTX. Chaje nan MTX sou GO te reyalize pa melanje tou de espès yo nan yon solisyon akeuz ak èd sonifikasyon. Dwòg la yo te lage lè l sèvi avèk HepG2, HEK293A, ak peF selil yo.

MTT a te montre ke fè a GO pa lakòz okenn konsiderab sitoksik efè twa kalite selil yo; HepG2, HEK293A, ak PEF selil (Figi 5). MTX gratis la te pran moute pa liy selil timè a (HepG2 selil yo) ak selil yo nòmal (HEK293A ak selil PEF) ak prèske menm jan an cytotoxicity nan tout twa kalite selil san yo pa selektivite aparan. Apre konjigasyon MTX a ale kòm yon konpayi aseryè, MTX-GO parèt enpòtan espesifik cytoxicity nan liy selil timè a (HepG2 selil) konpare ak selil yo nòmal (HEK293A ak PEF selil yo). Rezilta yo ka louvri nouvo avni pou lè l sèvi avèk materyèl ki baze sou GO pou klinik ak aplikasyon pou operasyon [71–74].

4. Konklizyon

GO te sentèz ak aplike kòm yon konpayi aseryèl pou livrezon nan metòd. Li ekspozisyon segondè biyocompatibility. Chaje dwòg la se senp. Viabilite selil pou HepG2, HEK293A, ak selil PEF yo te montre kontwole lage. Rezilta sa yo louvri nouvo opòtinite pou aplikasyon yo byomedikal nan oksid grafik kòm yon konpayi aseryè pou livrezon dwòg.

FinansmanRechèch sa a pa gen okenn finansman.

RekonesansRechèch sa a pa gen okenn rekonesans.

Konfli enterèOtè yo deklare pa gen okenn konfli nan enterè.

Referans

1. Sciacovelli, M.; Schmidt, C.; Maher, E.R.; Frezza, C. Metabolic Chofè nan sendwòm kansè nan Hereditary.Anyèl Revize de Kansè Byoloji2020,4, 77-97.

2. Wang, H.; Naghavi, M.; Allen, C.; Barber, RM; Bhutta, Z.A.; et al.. Mondyal, esperans lavi nasyonal, ak nasyonal, tout-lakòz mòtalite a, ak lakòz-espesifik mòtalite pou 249 kòz lanmò, 1980-2015: yon analiz sistematik pou fado mondyal la nan etid maladi 2015. Lancet2016,388, 1459- 1544,

3. Abdelhamid, H.N.; Talib, A.; Wu, H.-F. One-po sentèz nan lò - pwen kabòn nanocomposite ak aplikasyon li yo pou cytosensing nan metal pou selil kansè yo.talanta2017,166, 357-363,

4. Abdelhamid, H.N.; Dowaidar, M.; Hällbrink, M.; Langel, Ü. Cell Penetrating Peptides-MOFs: Yon efikas gene Livrezon Platfòm.Disponib alèz sèn 34358952019.

5. Abdelhamid, H.N.; Dowaidar, M.; Langel, Ü. Kabonize chitosan enkapsule yerachi ponpe zolitik imidazolate fondasyon nan atik pou livrezon jenetik.Mikwoskòp Meprize Mater.2020,302, 110200

6. Abdelhamid, H.N.; Dowaidar, M.; Hällbrink, M.; Langel, Ü. Gene livrezon lè l sèvi avèk selil-penetrasyon peptides- zewolik imidazolate fondasyon.Mikwoskòp Meprize Mater.2020,300, 110173,

7. Abdelhamid, HN; El-Bery, H.M.; Metwalman, A.A.; Elshazly, M.; Hathout, R.M. Synthesis nan CDS-modifye chitosan pwen pou livrezon dwòg la nan Sesamol.Carboydr. Polym.2019,11W, 90–99.

8. Sultan, S.; Abdelhamid, HN; Zou, X.; Matew, A.P. CelloMOF: Nanocellulose Pèmèt Enprime 3D nan metal-organic Fondasyon.Adv. Funct. Mater.2019,29, 1805372,

9. Dowaidar, M.; Nasser Abdelhamid, H.; Hällbrink, M.; Langel, Ü.; Zou, X. Chitosan amelyore livrezon jenetik nan konplèks oligonik ak mayetik nan atik-selil-penetrasyon peptide.J. Biomater.Appl.2018,33, 392-401,

10. Dowaidar, M.; Abdelhamid, H.N.; Hällbrink, M.; Zou, X.; Langel, Ü. Graphene oxide nanoshets nan konplèks ak selil-penetrasyon. peptides for oligonucleotides livrezon.Biochim. Biyofi. Lwa - Jen. Subj.2017,1861, 2334–2341

11. Dowaidar, M.; Abdelhamid, H.N.; Hällbrink, M.; Freimann, K.; Kurrikoff, K.; Zou, X.; Langel, Ü. Magneticle Nanoparticle Assembly of Cell-Pennetration Peptides-Oligonucleotides Complexes for Gene livrezon.Sci. Rep.2017,7, 9159.

12. Kanmarad, D.; Karp, J.M.; Hong, S. Farokhzad, O.C.; Margalit, R.; Langer, R. Nanocarriers kòm yon platfòm émergentes pou terapi kansè.lanati Nanoteknoloji2007,2, 751-760.

13. Barclay, T.G.; Jou, CM; Petrovsky, N.; Garg, S. Revizyon nan polisaccharide patikil ki baze sou livrezon dwòg fonksyonèl.Carboydr. Polym.2019,221, 94- 112.

14. Abdelhamid, H.N. Biyoterapi ant ZIF-8 ak biyomolèt ak aplikasyon yo.Biyotefas Res. Appl. Chim.2021,11, 8283-8297.

15. Abdelhamid, H.N. Nanocytoxicity lè l sèvi avèk matris-asiste desorpsyon mas spectrometri.Pwochen Microbiol.2020,15, 385-387.

16. Rajendran, S. ; Mukherjee, A.; Shukla, R.; Abdelhamid, H. Nanotoxicity Prevansyon ak Aplikasyon antibacterial nan Nanomaterials; Elsevier, 2020;

17. Abdelhamid, HN Chapit 9 - Metòd Jeneral pou deteksyon ak evalyasyon nanotoksikasyon. NanNanotoksikasyon, Rajendran, S., Mukherjee, A., Nguyen, T.A., Godugu, C., Shukla, R.K., Eds. Elsevier: 2020; 195-214.

18. Keservani, R.; Sharma, A.; Abdelhamid, H.Nanopartikulate Dwòg Akouchman Sistèm; Keservani, R.K., Sharma, A.K., Eds.; CRC Press, 2019.

19. Abdelhamid, H.N.; Wu, H.-F. Nanoparticles Avanse livrezon dwòg pou selil kansè yo. NanNanopartikulate Dwòg Akouchman Sistèm; Keservani, R.K., Sharma, A.K., Eds.; Apple Laprès Akademik: USA, 2019; pp. 121–150 ISBN 978- 1-77188-695-6.

20. George, A.; Shah, P.A.; Shrivastav, P.S. Natirèl biyodegradable polymers ki baze nan fòmilasyon pou livrezon dwòg: Yon revizyon.Int. J. Fam.2019,561, 244-264.

21. Liu, Y.-L.; Chen, D.; Shang, P.; Yin, D.C. Yon revizyon nan sistèm magnet pou livrezon dwòg vize.J. Kontwòl. liberasyon2019,302, 90– 104.

22. Gudbergson, J.M.; Jønsson, K.; Simonsen, J.B.; Johnsen, K.B. Revizyon sistematik nan dechay ekstraselilè pou livrezon dwòg - Konsiderasyon sou metodolojik ak byolojik etewojèn.J. Kontwole liberasyon2019,306, 108- 120,

23. Abdelhamid, HN; Sharmoukh, W. Intrinsic katalase-micking MOFzyme pou deteksyon sansib nan peryòd idwojèn ak ions ferric.Mikwochem. J.2021,163, 105873,

24. Ousef, MD; Abdelhamid, H.N.; Hidalgo, M.; Fathy, R.; GómezGascón, L.; Dorado, J. Antibio aktivite antibiotik nan ajan nan atik sou Flora bakteri towo bèf.Teritwa2021,161, 219- 227,

25. Abdelhamid, H.N.; Mahmoud, G.A.E.; Sharmouk, W. Yon seri ki baze sou MOFzyme ak aktivite milti-tankou pou dezòd la ak anpèchman nan rekonesans fongal.Jounal de Materyèl Chimi B2020,8, 7548-7556,

26. Zulfajri, M.; Abdelhamid, HN; Sudewi, S. ; Dayalan, S. Rasool, A.; Habib, A.; Huang, G.G. Plant Pati-sòti Kabòn Dots pou Biosensing.biosensors2020,10,