Study of Loading, Cytotoxicity, Uptake, and Release of ...

Original Article

31 Pathobiology Research, Vol. 19 (2016-2017), No. 1 13

Study of Loading, Cytotoxicity, Uptake, and Release of Curcumin

from a Novel Gemini Surfactant Nanocarrier

Maral Rahimzadeh1, Majid Sadeghizadeh2*, Farhood Najafi3, Seyed Shahriar Arab4, Hamid Mobasheri5

1- Ph.D. Candidate, Department of Nanobiotechnology, Faculty of Biological Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

2- Professor, Department of Molecular Genetics, Faculty of Biological Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

3- Assistant Professor, Department of Resin and Additives, Institute for Color Science and Technology, Tehran, Iran 4- Assistant Professor, Department of Biophysics, Faculty of Biological Sciences, Tarbiat Modares University,

Tehran, Iran 5- Associate Professor, Laboratory of Membrane Biophysics, Institute of Biochemistry and Biophysics, Tehran

University, Tehran, Iran

*Corresponding Address: Postal Code: 1411713116, Department of Molecular Genetics, Faculty of Biological Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

Email: [email protected]

Received: 14/Aug/2016, Accepted: 06/Nov/2016

Abstract Objective : Numerous researches have been conducted to comprehend the anti-cancer effects of curcumin (Cu). Although the anti-proliferative properties of Cu on cancerous cells is known, the clinical application of this gold substrate is limited. This limitation is mostly due to low solubility, inefficient bioavailability, rapid metabolism, and improper uptake. In this study, we have synthesized a novel biodegradable gemini surfactant (Gs), after which the curcumin (Cu) molecules were encapsulated within the polymer to overcome its physicochemical limitations. Methods : We prepared Gs-Cu nanoparticles by the nanoprecipitation method. Size and polydispersity index of the nanoparticles were determined by the dynamic light scattering (DLS) technique. The release profile of Cu from the polymer matrix was studied, and the MTT assay and cellular uptake of Gs-Cu on MDA-MB-231 cells were investigated in vitro. Results : The Gs polymer had the capability to form polymersomes in an aqueous solution; a narrow size distribution was obtained (PDI≅0.3). The encapsulation efficiency approximated 87%. We observed a sustained release profile due to incorporation of Cu into the polymer matrix. The Gs-Cu complex showed more cytotoxicity compared to free Cu because of the higher rate of cellular internalization. Conclusions: The data indicate that Gs polymersomes can be regarded as nanocarriers for hydrophobic curcumin molecules. Keywords : Curcumin, Anti-cancer, Gemini surfactant, Nanocarrier, Polymersome Pathobiology Research, Vol. 19 (2016-2017), No. 1, Pages: 13-27

[ D

ownl

oade

d fr

om m

jms.

mod

ares

.ac.

ir o

n 20

22-0

2-12

]

1 / 15

https://mjms.modares.ac.ir/article-30-1840-en.html

اصیلمقاله

‏دير‏‏آسیب های‏پژيهش 41 14 9315‏بهار،‏9،‏شمار‏91شىاسی‏زیستی،

دیاز نانوحامل جد نیکورکوم شیجذب و رها ت،یسم ،یبارگزار ۀمطالع

سورفکتانت ینیجم

5یمباشر دیحم ،4عرب اریشهر دی، س3ی، فرهود نجف*2زاده یصادق دی، مج1زاده میمارال رح

داوشجي دكتزي تخصصي، گزي وبوبيتكىلصي، داوشكذ علم سيستي، داوشگب تزبيت مذرط، تزان، ايزان -1

استبد، گزي صوتيك، داوشكذ علم سيستي، داوشگب تزبيت مذرط، تزان، ايزان -2

استبديبر، مؤسس پضيشي علم ي فىبيري روگ، گزي پضيشي رسيه ي ماد افشيدوي، تزان، ايزان -3

داوشكذ علم سيستي، داوشگب تزبيت مذرط، تزان، ايزان ك،يشيفيگزي ب بر،ياستبد -4

زاني، داوشگب تزان، تزان، ا(IBB) كيشيفيي ب يميشيب قبتيمزكش تحق ك،يشيفيگزي ب بر،يداوش -5

زان، كذپست زان،يا مسئل: ويسىذ *آدرط گزي صوتيك، داوشكذ علم سيستي، داوشگب تزبيت مذرط ،1411713116 :يتEmail: [email protected]

: : پذيزش مقب 24/55/95دريبفت مقبل 16/58/95ل

چكيداعی انیا بیا ا بغار در راعتا بزرعی خیاؿ یر عیزعاي وروینى ايدیا ؽیر ا اخز پضؼ : در ددف

ا عزعاي اعتفاد بال اس اى نیاد عیی ععؼی ندیرد بیان نايیر خد تها خاؿ وؾرگ ورونى بز عللپذز وم، نتابلغم عیزغ ػیر خیذس خغی در ندلل پاى، سغ دعتزط تاو اع . ػل اى ندرد را ن

پیذز ؽها ورونى، ک خهی عیرفاتاي سغی تبزی خ وزد. در اى نغالؼ، بزا بعد خاؿ فشک ا ورونى داخل آو بارگشار ؽر. خرر عاخت ؽر نلال

اد ي زيش دی يیاي تی ؽیر ايیراس تسیغ ايیراس ورونى بیا رػ رعیس - عرفاتاي : ياي ذرات خها م

يای ذرات آو ب وهک رػ پزاورگ دانا ير تؼى ؽر. هچى راؼ دار اس بغیتز پلهیز بزرعی ؽیر در .فرت گزف MDA-MB-231ا ت ر علل فرت بزو خذس علل ب MTTآسنو عه

( تؾال دیر. بیاسد ≅3/0PDIا ) : پلهز خه عرفاتاي نادر اع در ندظ آب، پلهزس با تسغ ايراس ذروتایج

درفر نداعع ؽر. در اثز پعتى ورونى ب بغتز پلهز ریاؼ وتیزل ؽیر نؾیار ؽیر. هچیى 87بارگشار حرد ورونى عه علل بؾتز را يؾاو داد.-رفاتاي ب ػل خذس علل ساد، وهپلاظ خه ع

ا خه عرفاتاي ن : اى يتاح يؾاو داد و پلهزس گيسی وتيج یا آس ػیاو يیاي حانیل بیزا نلایل تاير بی

گزش ورونى در يظز گزفت ؽد.

زس : ورونى، ر عزعاو، خه عرفاتاي ، ياي حانل، پلهکليدياضگان

مقدما و اس حرد ععؼ خد بؾیتز ب تغز عزغ علل

ؽير، عپظ در عزاعز برو پبؼ ؽیر رؽر تقغم ن

ن ا حهل ن ب عاز ايرا عزعاو >. 1ؽد = ور، عزعاو گفت

ا اس ػلل افیل نیزو نیز در خیاو اعی در يتدی

‏9315‏بهار،‏9،‏شمار‏91شىاسی‏زیستی،‏دير‏‏های‏آسیب‏پژيهش 93-72،‏صفحات:

[ D

ownl

oade

d fr

om m

jms.

mod

ares

.ac.

ir o

n 20

22-0

2-12

]

2 / 15


حامل‏جمیىی‏سرفكتاوت‏حايی‏كركمیهاثر‏بخشی‏واو‏ةمطالع

‏

41 Pathobiology Research, Vol. 19 (2016-2017), N0. 1 15

رػ یا اخیز نیرد تخی ا نقابل با عزعاو در دی

اع . بغار اس ندققاو بد

ا و دارا ؽیها داريیر اس با خد ندرد

( وم، ياس ب دس داری بیا ، Selectivityگش ) خهل، ب

ار ؽه درناي نقان دار آثا اعت، ه ر خايع ياخ

>. در 3 ،2اعی = ا افل درناو عزعاو بید ا اس رػ

ا با نؾی گیا وی در نقاغی بیا يتد اعتفاد اس دار

فاػ غز عه ارساو غتر، بؼ اس ؽها ا دارا

ورویینى >. 4پییؼ نییرد تخیی نییزار گزفتیی اعیی =

(Curcumin بی ( نغؤل ريگ سرد خش فؼیال ادی سردب

اؿ دار بغار و ورونى دارد 5اع = >. بزخیف خ

ػل ندلل آب وم، خیذس عیلل اعتفاد اس اى ناد ب

( وییم، Bioavailabilityپییذز سغییت ) پیاى، در دعییتزط

ار بیا pHنتابلغم ؽیرر در خثی حیذف عیزغ هی

>. 9-6اخ بد اع =ندرد ن

یا بغار اس ندققاو بزا غلعی بیز ایى ندیرد

ا يیاي ايتقیال دار ر ورونى ب اعتفاد اس عغتم

حانل>. 10اير = آرد يش ياي حانل ياي لپر بز پا ا ا

تزى يانل بز پا پلهز خش ندعس یا یر یا بیزا دار

>.11 ،7ا بال غتر = عزعاي در پضؼ

پگلی ؽیر در اى نغالؼ، ک خه عرفاتاي رتیاي

(mPEG urethane gemini surfactant) عییاخت ؽییر

او يانل وروینى بزرعی ؽیر. خهی عیرفاتاي ب ػ

لهز (، ک ویپ Gemini surfactant: Gsرتاي پگل ؽر )

پییذز ( سغیی تبزیی Amphiphilcدگايیی دعیی )

(Biodegradable ، 2000اتییلى گلاییل ( اعی ویی اس پلیی

رتاو، آنى يع ع اتقال در رروزب عاخت ؽر

1ؽیال ( در Cu( ورونى )Gsاع . عاختار نلال )

يهاؼ داد ؽر اع .

ؾال پلهزس در نادر ب خدآرا ت Gsياي ذرات

اتلى ا پل ندظ آب اع اى در حال اع و نلال

) ( عاختارPEGگلال ) پزس ناير ( را در عغح Brushا

در عیغح، PEGیا خد نلایل >. 12آرد = خد ن ب

( اس بزم ؽد ( نStealthعع القا خاف پاو ورگ و

نOpsoninوؼ با اپغيى ) >. 14-12ور = ( خو خلگز

ورونى را در آس حل نادر اع نلال Gsيايذرات ا

ا را در بزابز تدش ندافظ ور. ور آو

او ک يانل خریر عیاخت ؽیر ب Gsعرفاتاي ػ

آو بزا حهل نلال ايا ورونى ب ت او ک ناد ا ػ

عید انغ رف اس ایى پیضؼ، ب آس گزش بزرع ؽر. در

اؿ فشا ؽها ورونى بزا گ غیتزػ اعیتفاد اس خ

اى دار گا در درناو عزعاو ع اع .

رتاي پگل Gsعاختار نلال )الف( ورونى )س( 1ضكل

ا ماد ي زيش ماد

( و اس MDA-MB-231ا عزعاو ع ايغاي ) علل

ب بزخردارير بزا اى نغالؼ تاخه خ نررت نتاعتاس

RPMI 1640ا و در ندظ وؾی ى عللايتباس ؽرير. ا

بدير، اس نؤعغ پاعتر خزرار ؽرير. ندظ ؽر رؽر داد

/حده( 10رؽر تعظ FBS ( Fetal Bovineدرفر )حده

Serum ،)1 درفییر پیی عییلى/ 1گلتییانى -درفییر ال

اعتزپتناغى وانل ؽر.

[ D

ownl

oade

d fr

om m

jms.

mod

ares

.ac.

ir o

n 20

22-0

2-12

]

3 / 15


ي‏همكاران‏زاد‏میمارال‏رح

‏


FBSاس گلتانى پ على/اعتزپتناغیى -، درفر ال

)آنزاا( خزرار ؽر. Thermo Fisher Scientificؽزو

پازو ) EMD Milliporeاس ؽزو (Pyreneورونى

پل اس 2000اتلى گلال نتل اتز با سو نلال )آنزاا(

د -1 4)آنزاییا( تیی ؽییر. Sigma Aldrichؽییزو

بتاو، د ایش اتايل، ایش فیرو د نتل آن-2بزن

Merckعايات، اش پزپل الال، نتايل اعتو اس ؽزو

)آنزاا( خزرار ؽر.

Gsزيش سىتص ل ) 78/1 اتاي نتل آن 02/0گز اس د گز اس 15/2نل(

تاو )-14 ب بزن لتز اس اشپزپل نل 30نل( در 01/0د

رخی د 80عیاػ در دنیا 2نیرت الال نبلط ؽر بی

ؽر. يهک د عايت اتزيز د رروغ گزاد حزارت داد و

:DiHydroxy DiQuaternary Ammoniumآنيییی )

DHDQA ؽر، فلتز ؽر در آو اتل اتز رعس داد ( در د

عايت 40تد ؽزاظ خلأ در دنا عاػ 4نرت گزاد ب درخ

وثیز درفیر در ا 94عر نتعظ باسد ندقل خؾک ؽر. ب

دع آنر. عتشا ب

در اعتو حا اوؼ رتاي بؼر، DHDQAدر نزحل

اش فرو 2000اتلى گلال نتل اتز نل/ لتز(، پل 1/0)

عايات ) اش 2/0د گزاد درخ عايت 55نل / لتز( در دنا

رتیاي پگلی ؽیر بیا Gsعیاػ ايدیا ؽیر. 4نرت ب

ل اتز خالـ ؽر عپظ در آو تد د در د ات رعس

عاػ خؾک ؽر 4نرت گزاد ب درخ عايت 40خلأ در دنا

(.2ؽال دع آنر ) ب ~درفر 92 نتعظ باسد ندقل

( اس عزق اوؼ رتايGs)س( تلر خه عرفاتاي رتاي پگل ) DHDQA)الف( عتش 2 ضكل

[ D

ownl

oade

d fr

om m

jms.

mod

ares

.ac.

ir o

n 20

22-0

2-12

]

4 / 15



‏


بسزسی ساختاز ضيميایی، Bruker)دعیتگا NMR-Hتعظ Gsؽها عاختار

500 MHz( درولزفز )آنزاا ،CDCl3.ت ر ؽر )

تعييه غلظت بحساوی تطكيل ميسل Critical Micelleغلظیی بدزايیی تؾییال نغییل )

Concentration: CMC بزا پلهیز )Gs بیز اعیاط ؽیرت

-15دع آنر = گزش( ب عف بز ايگبتگ پازو )پزس آس

ن ر ت ؽر 6×10-6>. ندلل پازو در اعتو با غلظ 17

آسناؼ تقغم ؽر تا اعتو آو تعبز ؽد. عپظ 10 در لل

حییل ؽییر در بییافز فغییفات Gsییا نبتلییف اس غلظیی

(Phosphate Buffer Saline: PBS( )4/7;pH ،01/0 )ن ر

ب ز لل ا اف ؽر ب ؽرت نبلط ؽرير ک ؽ در

( داد ؽیر. غلظی Shakeگزاد تایاو ) درخ عايت 37دنا

ا پازو در ز لل ب ن ر رعر. با اعیتفاد اس 6×10-7ي

يهي PerkinElmerدعتگا فلرهتز -300ج ا در عل نی

ياينتز 390ياينتز بزايگبت ؽر عل نج باستاس در 350

>. 18ثع ؽر =

Gs-Cuتيۀ واو ذزات

Nanoد ياي ) اس رػ رعس Gs-Cu ا پلهزس

precipitation= نقادز نبتلف اس ورونى 19( ت ؽر .<

لتز نتايل حل ؽیر نل 3هشناو در Gsگز اس نل 100

لتز آس نقغز ب آران بی ندلیل ا یاف ؽیر. نل 3عپظ

دنق عيا 1نرت درفر ب 80ل با ؽرت ندلل حاف

، آلهاو( تا ندلل ویانی Ultrasonic UP200H ،GmbHؽر )

اخ ؽد. در نزحل بؼر، ندلل اس فلتز عیزيگ 22/0ا

یا احتهیال باوتزیا نازي ػعر داد ؽر تا آلدگ

وییر تعبیز ورونى ا اف اس ندلل خرا ؽد. داخیل

(، نتايل اس ندلل خرا ؽر Rotary evaporatorیاو )بزخ

پلهزس فیرت ايدهیاد خؾیک ؽیر یا حافیل بی

(Freeze-dry) درخی 4ا بؼر در دنیا بزا آسناؼ

گزاد يگرار ؽر. عايت

باشد بازگصازی ي ميصان بازگيسی

( ( پلهزس Lyophilizedپدر لفلش در Cu-Gsا

، سي/حده( حل ؽر بی ؽیرت 10:1ل )ب يغع نتاي

دنق با 5نرت دنق تااو داد ؽر. عپظ ندلل ب 5نرت ب

g×دنق در در 20نرت درفر عيا ؽر ب 80ؽرت

D3024R ،Dragon Laboratoryعییییايتزفص ) 18000

Instruments Limited )در يتد ورون وی ؽر. ، بى

داخل پلهز بد را ؽر رعس وزد. ؽرت Gsندقر ؽر

ورونى در عل نج عظ دعتگا 425خذس ير ياينتز ت

، NanoDrop 1000 ،Thermo Fisher Scientificيايدراپ )

اعتايرارد ورونى نقرار ند اس ر ؽر اير آنزاا( خ

ؽر. باسد ) آو نداعع :Encapsulation Efficiencyبارگشار

EF ) نشاو (Drug Loading: DL) بیارگز تزتی بیز بی

دع آنر. ( ب2( )1اعاط نؼادل )

اوداش، پتاوسيل شتا ي پساکىص اوداش پتايغل ستا يايذرات تؼى ايراس اس رػ Cu-Gsبزا

(Dynamic Light Scattering: DLSدانا ) ير پزاورگ

1خیال بیا غلظی Cu-Gs Gsي ذرات اعتفاد ؽیر. يیا

بارگزدرفر باسد ؽر نقرار ورونى بارگشار

ؽرنقرار ورونى نقرار خه عرفاتاي + بارگشار; × 100

بارگشار درفر باسد ؽر نقرار ورونى بارگشار

نقرار ورونى ال; × 100

[ D

ownl

oade

d fr

om m

jms.

mod

ares

.ac.

ir o

n 20

22-0

2-12

]

5 / 15



‏


ت ؽیر. ايیراس، pH 5;pH;4/7لتز در د گز / نل نل

( Poly Dispersity Indexپتايغیل ستیا پیزاوؼ ايیراس )

( ،Zetasizer Nano ZS ،Malvern Instrumentsتعظ دعتگا

ياينتز سا 633ايگلظ( با اعتفاد اس پزت لشر آرگو در

نؾبـ ؽر. 90پزاوؼ

مطالعۀ زایص دز بسين تىی

با اعتفاد Cu-Gsنشاو راؼ ورونى اس يايذرات

،20= ( نغالؼ ؽرDirect dispersionاس رػ ايتؾار نغتقم )

72نرت >. آسناؼ ب21 pH 5;pH; 4/7عیاػ در د

، 15:100در بیافز فغیفات ) Cu-Gsايدا ؽر. پدر لفلش

( Eppendorfا ) سي/حده( حل ؽر؛ عپظ در اپررف

فرت ؼ بنازلتز( آسنا 500تقغم ؽرير )در زورا

در دنا لزساونار ا در بى ع بار تازار ايدا ؽر. اپررف

عايت 37 عزػ درخ نزار داد ؽر. 100گزاد در در دنق

خا و ورونى ویانی در آس يیاندلل اعی ، در اس آو

ا بزداؽت ( اس اپررفsetا نؾبـ ؽر ک ع ) سناو

دنق رعس داد ؽر تا 10ت نر ب g ×10000ؽر در در

دار را ؽر اس وهپلاظ خرا ؽد. رعس ورونى در

نازلتز نتايل حل ؽر نشاو خذس ورونى ریا 500

گز ؽر. ياينتز تعظ دعتگا يايدراپ ايراس 425ؽر در

بسزسی سميت سللیبیز Gs-Cu يیايذرات Gsاثز عه وویرنى آساد،

ارساب ؽر. MTTتعظ آسنو MDA-MB-231ا علل

بیاتر 96در پل 1×104ا با تزاوم علل 37خايی در ايا

درفر وؾ داد ؽیر. 5گزاد د اوغر وزبى درخ عايت

Gs ا با نقادز نتفات اس ورونى، عاػ ، علل 24بؼر اس

Gs-Cu درPBS (100 ،4/7نازن ر;pHتهار ؽرير ) .

درفیر 4/0)وهتز اس PBSورونى آساد با وهک نتايل در

ا نؾیبـ )بؼیر >. در سناو18حده/حده( حل ؽر =

عاػ ( ندظ وؾی بزداؽیت ؽیر بیا 48عاػ 24اس

ندلل ندظ و لتز( نل / گز نل 5) MTTؾ خرر حا

ب ندظ 4نرت ا ب خاگشى ؽر. عپظ علل عاػ ايا

DMSO (Dimethylنازلتز 150وؾ خارج ؽر؛ عپظ

sulfoxide ؽر. نشاو خذس فرناساو در ( ب ز باک ا اف

Enzymed-Linkedياينتز با اعتفاد اس دعیتگا ا یشا ) 490

Immunosorbent Assay: ELISA.ايراس گزفت ؽر )

لی ) (Cellular uptakeتجصی ي تحليل جرب سلدر ندیظ وؾی وانیل بیا MDA-MB-231ا علل

Seedخايی عیر ) 6در پل 1×106تزاوم 24نیرت ( بی

بی ؽیرير. عیپظ عیلل نازلتیز اس 50یا بیا عاػ ايا

Gs-Cuساد يییايذرات ، ورویینى آGsییا پلهییزس

باعو، 3فرت خراگاي تهار ؽرير بؼر اس ب عاػ ايا

3نرت ا تزپغ خرا ؽرير. ععپايغو حافل ب علل

درخیی 4در دنییا در در دنقیی 1500دنقیی بییا عییزػ

PBS گزاد عايتزفص ؽر. پل علل ب آران د بار با عايت

>. 22حیل ؽیر = PBSنازلتیز 500ؽغتؾ داد ؽیر در

يیاينتز تعیظ 488خذس علل ورونى در عل نیج

BD FACSCantoدعییتگا فلعییاتنتز ) TM

II ،BD

Biosciencesتدلل يتاح گز ؽر. تدش ، آنزاا( ايراس

ايدا ؽر. Flowing Software 2افشار تعظ يز

تحليل آمازیرت ف ا ب بار تازار ايدا داد 3فرت ا ب آسناؼ

افشار ايدزاف اس نؼار گشارػ ؽر. يهدارا تعظ يز ±نايگى

Excel 2010 .رعم ؽر

وتایج

Gs ساختاز ضيميایی

پزتییو NMRعییتش ؽییر تعییظ عییف Gsعییاختار

(NMR-H ت ر ؽر. هیاو ) نؾیار 3ؽیال عیر وی در

[ D

ownl

oade

d fr

om m

jms.

mod

ares

.ac.

ir o

n 20

22-0

2-12

]

6 / 15



‏


اج ) ن ى در Peakور، يقغ پ يايغ ppm 8/3-5/3 ;δ( رس

ب پزتو اتیلى گلایل هچیى ا نتیلى گیز پلی

گز نتل ايتا نزبط ن پزتو ؽد. يقغ اج ؽرر ا

را DHDQAدر CH3ییا ، پزتییوppm 3/3;δدر ياحیی

یا نتیلى در نغیه اتقیال دیر در. پزتو يؾاو ن

(Linker نلاییل اس عزییق )ppm 64/1;δ نابییل ؽاعییا

ا يتزصو در د ب اتم CH2و اتقال گز اع ، در حال

اى يقغ اج ب خا نغه ايتا اتقال در باػث خاب

ppm 8/2;δ یا ا نتلى وی بی اتیم ؽر اع . پزتو

انغ اتقال يهیک آنيی بی ایش اوغضو نتقیع در

ppm 2/4;δور در ياح فرو د اشعايات را ت ر ن

ي ppm 9/0;δ ppm 1/1;δهااو ؽر اع . يقاط اج ياح

یا نتیل نتیلى ایش فیرو د تزتی بی پزتیو ب

اشعايات نزبط غتر.

NMR-Hبا اعتفاد اس Gsت ر عاختار عتش ؽر 3 ضكل

CMCتعييه پلهز اس عف بزايگبتگ فلرعیايظ CMCبزا تؼى

خیا وی پیازو در ندیظ نغعی ؽیر. اس آو پازو اعتفاد

( دارد، Self-quenchingخافی خید خیانػ وییرگ )

ؽد و پیازو در يقغ اج ؽرر فلرعايظ سناي در ن

ندظ غز نغع نزار گزد. در اى نغالؼ، ؽرت فلرعیايظ

بزرع ؽیر عیف Gsپازو در يتد افشاؼ غلظ پلهز

فلرعايظ پازو خی او وتیزل در ندیظ نغعی الـ بی ػی

ارساب ؽر.

یا وهتیز ايتقال پازو اس ندظ آب ب داخل پلهزس

يیاينتز 333خا عف بزايگبتگ اس ، عع خابGsنغع

تز پلهز، ؽرت يقغی ا پاى ياينتز ؽر. در غلظ 336ب

[ D

ownl

oade

d fr

om m

jms.

mod

ares

.ac.

ir o

n 20

22-0

2-12

]

7 / 15



‏


ناير، در حال و ( تقزعا ثاب بان I336/333) 333ب 336اج

ؽیرت يقغی اج CMCبا افشاؼ غلظ ب نقرار بیا تز اس

فرت يها افشاؼ پرا وزد. اس ندل تقیاعغ د يهیدار ب

نازلتز نداعع ؽر. 09/15پلهز CMCنقرار 4ؽال

ییزو نعییل بؼیر اس انؾار تغز عیل نیج بزايگبتگی نلاییل پ ظر عل ن ب Gs غلظ ايتباب اس 5)الف( تغزات ؽرت فلرعايظ پازو در 4 ضكل

mPEG Gs Gsػاو تابؼ اس لگارتم غلظ ( پازو بI 336/333ا )س( يهدار ؽرت فلرعايظ ) پلهزس گز ؽال

باشد بازگصازی ي ميصان بازگيسی ذرات فق داخل ياي ؽر. ب Gsورونى با ن بارگشار زا

باسد ب بزا بارگشار نشاو بارگز دع آردو نقرار ب

نبتلف ورونى در غلظ گز پلهز ندقر ؽر نل 100ا

ؽر 5 يتاح آو در ؽال اع . حراوثز نشاو بارگز يؾاو داد

با يغع يهي د؛ )ورونى: 100:8ب ( نتؼلق ب سي / پلهز سي

پلهز سي/سيی( )ورونى: 100:6ا يغع انا در يهي ب

ب حراوثز باسد بارگشار ي يه با باسد 100:6دع آنر. در يتد

45/87±3/2بارگشار نشاو بارگز درفر 98/4±12/0درفر

ا بؼر ايتباس ؽر. بزا آسناؼ

[ D

ownl

oade

d fr

om m

jms.

mod

ares

.ac.

ir o

n 20

22-0

2-12

]

8 / 15



‏


Gs ورونى داخل بارگز بارگشار باسد 5 ضكل

اوداش، پتاوسيل شتا ي پساکىص اوداشدر بیافز فغیفات در د Gs-Cuپدر لفلش يايذرات

pH (4/7 5 يش پلهزس ) اGs در بیافز فغیفات بیا

5;pH حل ؽر ايراس پتايغل ستا آياو با رػ پزاورگ

یاو ؽیر يها 6ؽیال دانا ير بزرع ؽر. يتیاح در

اع .

حانل ياي ذر Gsا ناعع ) تسغ ايراس (PDI;2/0ا

ياينتز داؽ . 06/181±54/21با نايگى نغز رردانا

نابل تخ اع و با بارگشار ورونى داخل پلهز حرد

نؾار ؽر. اس بزرع اى 40 ذر ياي ياينتز واؼ در ايراس

او ب ا ا ن داد ى يتد رعر و حضر ورونى عع ت

ؽید. ( نTighterتز ) تز ندام اداد عاختارا فؾزد

يات خال تخ دگز و بار ب آو اؽیار ویزد، افیشاؼ

اع و در يتد تر عزغ pH;5در Gs-Cuايراس يايذر

(Rapid swelling. رخ داد اع )

مطالعۀ زایص دز بسين تىیاؼ ورونى اس رػ ايتؾار نغتقم Profileار )يهد ( ر

( نرد تدش تدلل ؽر. در عل سناو 4/7 5) pHدر د

( فقظ 72نغالؼ افت اؼ درفر 24عاػ (، نقرار ورونى ر

7عر و ؽال بد. هاو pH ;4/7درفر در pH 15;5در

ايفدار عاػ ال نغالؼ راؼ 4اع ، در يؾاو داد ؽر

(Burstػل خرا ؽرو ورونى عغح رخ داد ( ب نتقل ب ا

اؼ وتز23 ،20= ، ر در يتد >. بؼر اس راؼ عزغ ال ل ؽر

هچى در پعتى ورونى ب ناتزاظ پلهز نؾار ؽر.

ػل خد بايرا رتاي پزتي ؽرو ندظ اعر، ب

پاى ول عاختار نتر ؽر در يتد ورونى pHا در آو

ابر. تز راؼ ن ندقر ؽر، عزغ

[ D

ownl

oade

d fr

om m

jms.

mod

ares

.ac.

ir o

n 20

22-0

2-12

]

9 / 15



‏


DLSنبتلف تعظ رػ pHدر د Gs-Cu ياي ذرات Gsا پلهزس تسغ ايراس ذرات ستا پتايغل 6 ضكل

ذرات 7 ضكل تى( فرت بزو نبتلف )ب pHدر د Gs-Cu يهدار راؼ دار اس ياي

[ D

ownl

oade

d fr

om m

jms.

mod

ares

.ac.

ir o

n 20

22-0

2-12

]

10 / 15



‏


، ورونى آساد پلهزس Gsعه 8 ضكل عاػ 48عاػ )س( بؼر اس 24اس تى )الف( بؼر فرت بزو ب MDA-MB-231ا بز علل Gs-Cuا خال

بسزسی سميت سللیبزا ارساب نشاو عه عغیتم ايتقیال MTTآسنو

ايدا ؽر. نشاو سير بدو ت ثز آو بز نشاو نزو نز علل

یا یا غلظی yبیز ندیر MDA-MB-231ا علل

يهاؼ 8ؽال ا در xر ندر Gs ،Cu Gs-Cu نبتلف

عاػت م 48حت بؼر اس تهار Gsؽر اع . يايحانل داد

ت ثز ساد بز نشاو نزو نز علل يراؽ نشاو سيیر

درفییر 95±79/1نازنیی ر 70بییدو عییلل در غلظیی

IC50 (Halfیا، عییاػت عیلل 48گیشارػ ؽیر. در تهیار

maximal inhibitory concentration –( تعظ رػ يقغی

)–ب ؽر. افشار اوغل تعظ يز (point-to-pointيقغ نداعع

IC50 تزت بزا ورونى آساد ورونى ندقر ؽر ب

بیییزا IC50نازنیی ر نداعییع ؽیییر. نییشاو 28 62

نازن ر 42عاػ تهار 24بؼر اس Gs-Cuا پلهزس

واؼ دع آنر و ت ر ور ت ثز افشاؼ سناو تهار، در ب

اع . هچى نشاو ورونى نرد يیاس بیزا IC50نقرار

ا سناي و داخل يايحانیل بی دا درفر اس علل 5وؾتى

پیذز سغیت خیذس دلل افشاؼ در دعیتزط افتر، ب ن

[ D

ownl

oade

d fr

om m

jms.

mod

ares

.ac.

ir o

n 20

22-0

2-12

]

11 / 15



‏


ابر. علل واؼ ن

تجصی ي تحليل جرب سللی

رد وروینى بیی داخیل عییلل، بی دلییل خافیی

آو، بفلرعاي ظ ذات تعظ رػ فلعاتنتز فرت وه

عر خراگايی در ب MDA-MB-231ا بزرع ؽر. علل

نییزار Gs-Cuآساد يییايذرات Gs ،Cuنؼییزك يايحانییل

گزفتر. يتاح يؾاو داد و ندقر ویزدو وروینى داخیل

ؽد. نقرار ناي باػث افشاؼ خذس علل آو ن Gsپلهز

بزا ورونى آساد ورونى ندقر ؽر خذس علل

بد. در يتدی بی 52/36 12/15تزت بزابز با ب Gsداخل

اير رد آو را ب دا ايراختى ورونى داخل يايحانل ن ت

نازن ر افشاؼ در 50بزابز در غلظ 4/2علل تا نشاو

(.9ؽال )

. Gs-Cuدرو علل تعظ ورونى آساد وهپلاظ بزرع وه نقرار خذس 9 ؽال

بحثا ابز نلایل اعی وی ا ا اس عاختار پلهزس

دارد. پلهزس ضگ خالع ا اى نابل را دارد و م ا

ا گزش را حهل ور؛ نلال دع م آس دارا آس

وییر. هچییى غؾییا خیید ندقییر نیی گزییش را در آس

یا اس پایرار بؾیتز یا در نقاغی بیا نغیل پلهزس

اتلى گلایل در عیغح ا پل بزخردارير. خد نلال

پلهزس عع افشاؼ عاسگار سغت يش افشاؼ سنیاو

ؽد. گزدػ در خو ن

(Gsدر اى پضؼ، خه عرفاتاي رتاي پگل )

CMC 09/15عاختار آو ت ر ؽر. NMRعاخت با دعتگا

ؽر نل گز / نل 12/0نازن ر ) اى نقرار لتز( نداعع و

او نثیال ا با سو نلال وم )ب عرفاتاي CMCاس ػ

تیز لتز بزا عرم د دعل علفات( پاى گز /نل نل 3/2

ا آو اعی وی پلهیز CMCتز بدو اع . وبک اس Gsگ

تز بید اس سنیاو گیزدػ خیو لداػ تزندانا پارار

>. 18 ،16بؾتز يش بزخردار اع =

او ک دار آس ورونى ب گزش داخل اى پلهیز ػ

دع آنر. اى درفر ب 87بارگشار ؽر باسد با حرد

رػ عاد بارگشار نداعى ساد اس خهل، تسیغ ايیراس

[ D

ownl

oade

d fr

om m

jms.

mod

ares

.ac.

ir o

n 20

22-0

2-12

]

12 / 15



‏


پیذز، ندللی بیا ، ا وم، افشاؼ سغی دعیتزط ذر

پارار ناع را ب هزا دارد.

اس پلهزا و تخ بغار اس ندققیى را بیزا ا

خد خل وزد اعتفاد ب او يايحانل ب - وتک اع ، پل ػ

( اعی . ایى Poly lactic co glycol: PLGAگلایل ) -و

ب پلهز اس سغ عاسگار سغی تبزی پیذز خی

بزخردار اع . ؽخ هااراو وروینى را داخیل پلهیز

PLGA انلغو بارگشار وزدير -با اعتفاد اس رػ تعبز

بارگشار ذرات حافل 77ب باسد درفر دع افتر ايراس

PLGAبیا Gs>. در نقاغ يايحانل 24ياينتز بد = 264يش

بؾیتز Gsدرفیر در 10ابم و باسد بارگشار حرد درن

هى تز ياينتز وبک 100عر ايراس ذرات در حرد بد

تز بدو ايیراس ذرات بی هیزا ویز بیدو اع . وبک

ورونى ب داخل -عاختار عع تغل رد وهپلاظ پلهز

ؽد. ا ن علل

خث pH در د Gs-Cuت راؼ ورونى اس يايذرا

بد و ػل آو ندقیر ؽیرو فرت وتزل ؽر اعر ب

دار در غؾا آس گزش پلهز اع . در ندظ اعر، گیز

پزتي ؽر ناتزاظ پلهز بی افیغیم نتیر Gsآنى

آو يزخ راؼ عزغ ن در يتد >. 25 ،20ؽد = تز ن ؽد و

ندظ اعزاف تنرا بی ػلی افیشاؼ نتابلغیم گلیوش،

پوغ گزدػ ياواف خو اعر اع ؛ پظ در يتدی

ؽد ى ندظ آساد نتز در ا ورونى ندقر ؽر عزغ

ا ػاد يش وهتز در نؼزك دار ر عزعاو نزار علل

>. 28-26گزير = ن

تدش تدلل عه علل يؾاو داد و اى پلهز اثیز

یا بغیار بیا يیرارد عه حتی در غلظی وؾرگ

وهتیز اس وروینى آساد Gs-Cuدر وهپلاظ IC50هچى

اغل ب دلل تفات در خذس علل ورونى اع . بد و

ب علل يقؼ نه در خاف رػ نبتلف رد دار ا

فرت ايتؾار اس غؾیا وؾرگ آو دارد. ورونى آساد ب

ؽد پظ سنیاي وی داخیل ر وزد داخل آو نعلل ػع

عتپیعم اس ورونى اؽعاع ؽد اس رد ندرد آو ب داخل

آر و در يتد اى ػهیل، تهیا ػهل ن علل خلگز ب

اؿ ورونى در نرت سناو وتیا اس حضیرػ در خ

ؽد. اى در حال اع و يیايذرات عتپیعم نؾار ن

Gs-Cu ارد علل ن ب ؽد و اى انااو فرت ايرعتس

ار ذخز ناعع اس ورونى را فزام ن آرد تا علل ه

ػیی؛ >. ب29ؽد = فرت تررد آساد ن داؽت باؽر ب

پارار حفؼ دار درو الؼات گذؽت يؾاو دادنغ اع و

عر نغتقم با خاف وؾرگ آو ارتعیاط نغیتقم علل ب

>. 23دارد =

ناعیع بیزا وايریرا Gsیا در يتد پلهزس

دع ل دارا آسگزش با پتايغل ايتقا ايتقال دارا آس

( بیزا In vivoاع . هچى ايدیا نغالؼیات درو تی )

رعر. يظز ن زر ب Gs-Cuا پلهزس

تطكس ي قدزداویا نال اى پزص تعیظ نؼايی ول اناايات حها

ندتز پضؾ دايؾگا تزب نیررط تی نى ؽیر اعی

آر. و ب ػهل نبرى عل نررداي ض اس اؾا

مىابع[1] Cancer. World Health Organization. Fact sheet

N 297. Updated February 2015. Available from:

http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs29

7/en/

[2] Das M, Mohanty C, Sahoo SK. Ligand-based

targeted therapy for cancer tissue. Expert

opinion on drug delivery. Expert Opin Drug

Deliv 2009; 6(3): 285-304.

[3] Poste G, Kirsh R. Site–Specific (Targeted) Drug

Delivery in Cancer Therapy. Nature

[ D

ownl

oade

d fr

om m

jms.

mod

ares

.ac.

ir o

n 20

22-0

2-12

]

13 / 15



‏


Biotechnology 1983; 1: 869-78.

[4] Anand P, Sundaram C, Jhurani S,

Kunnumakkara AB, Aggarwal BB. Curcumin

and cancer: an "old-age" disease with an "age-

old" solution. Cancer Lett 2008; 267(1): 133-64.

[5] Higdon J, Howells L. Curcumin. Linus Pauling

Institute, Oregon State University 2016.

Available from: http://lpi.oregonstate.edu/

mic/dietary-factors/phytochemicals/curcumin.

[6] Aggarwal BB, Sundaram C, Malani N,

Ichikawa H. Curcumin: the Indian solid gold.

Adv Exp Med Biol 2007; 595: 1-75.

[7] Li J, Shin GH, Lee IW, Chen X, Park HJ.

Soluble starch formulated nanocomposite

increases water solubility and stability of

curcumin. Food Hydrocolloids 2016; 56: 41-9.

[8] Kumar A, Kaur G, Kansal SK, Chaudhary GR,

Mehta SK. Enhanced solubilization of curcumin

in mixed surfactant vesicles. Food Chem 2016;

199: 660-6.

[9] Sanphui P, Goud, NR, Khandavilli UBR,

Bhanoth S, Nangia, A. New polymorphs of

curcumin. Chem Commun 2011; 47: 5013-5.

[10] Akl MA, Kartal-Hodzic A, Oksanen T,

Ismael HR, Afouna MM, Yliperttula M, Samy

AM, Viitala T. Factorial design formulation

optimization and in vitro characterization of

curcumin-loaded PLGA nanoparticles for colon

delivery. Journal of Drug Delivery Science and

Technology 2016; 32(Part A): 10-20.

[11] Wang X, Yang L, Chen ZG, Shin DM.

Application of Nanotechnologyin Cancer

Therapy and Imaging. CA Cancer J Clin 2008;

58(2): 97-110.

[12] Lee JS, Feijen J. Polymersomes for drug

delivery: design, formation and characterization.

J Control Release 2012; 161(2): 473-83.

[13] Vertut-Doï A, Ishiwata H, Miyajima K.

Binding and uptake of liposomes containing a

poly(ethylene glycol) derivative of cholesterol

(stealth liposomes) by the macrophage cell line

J774: influence of PEG content and its

molecular weight. Biochim Biophys Acta 1996;

1278(1): 19-28.

[14] He G, Ma LL, Pan J, Venkatraman S. ABA

and BAB type triblock copolymers of PEG and

PLA: a comparative study of drug release

properties and "stealth" particle characteristics.

Int J Pharm 2007; 334(1-2): 48-55.

[15] Piñeiro L, Novo M, Al-Soufi W. Fluorescence

emission of pyrene in surfactant solutions. Adv

Colloid Interface Sci 2015; 215: 1-12.

[16] Sahu A, Bora U, Kasoju N, Goswami P.

Synthesis of novel biodegradable and self-

assembling methoxy poly(ethylene glycol)-

palmitate nanocarrier for curcumin delivery to

cancer cells. Acta Biomater 2008; 4(6): 1752-61.

[17] Kalyanasundaram K, Thomas JK.

Environmental effects on vibronic band

intensities in pyrene monomer fluorescence and

their application in studies of micellar systems.

Journal of the American Chemical Society

1977; 99(7): 2039-44.

[18] Erfani-Moghadam V, Nomani A, Zamani M,

Yazdani Y, Najafi F, Sadeghizadeh M. A novel

diblock of copolymer of (monomethoxy poly

[ethylene glycol]-oleate) with a small hydrophobic

fraction to make stable micelles/polymersomes for

curcumin delivery to cancer cells. Int J

Nanomedicine 2014; 9: 5541-54.

[ D

ownl

oade

d fr

om m

jms.

mod

ares

.ac.

ir o

n 20

22-0

2-12

]

14 / 15



‏


[19] Gou M, Men K, Shi H, Xiang M, Zhang J,

Song J, Long J, Wan Y, Luo F, Zhao X, Qian Z.

Curcumin-loaded biodegradable polymeric

micelles for colon cancer therapy in vitro and in

vivo. Nanoscale 2011; 3(4): 1558-67.

[20] Anitha A, Maya S, Deepa N, Chennazhi KP,

Nair SV, Tamura H, Jayakumar R. Efficient

water-soluble biodegradable polymeric

nanocarrier for the delivery of curcumin to

cancer cells. Carbohydrate Polymers 2011;

83(2): 452-61.

[21] Bisht S, Feldmann G, Soni S, Ravi R, Karikar

C, Maitra A, Maitra A. Polymeric nanoparticle-

encapsulated curcumin ("nanocurcumin"): a novel

strategy for human cancer therapy. J

Nanobiotechnology 2007; 5: 3.

[22] Huang F, Cheng R, Meng F, Deng C, Zhong

Z. Micelles Based on Acid Degradable Poly(acetal

urethane): Preparation, pH-Sensitivity, and

Triggered Intracellular Drug Release.

Biomacromolecules 2015; 16(7): 2228-36.

[23] Mohanty C, Sahoo SK. The in vitro stability

and in vivo pharmacokinetics of curcumin

prepared as an aqueous nanoparticulate

formulation. Biomaterials 2010; 31(25): 6597-611.

[24] Shaikh J, Ankola DD, Beniwal V, Singh D,

Kumar MN. Nanoparticle encapsulation improves

oral bioavailability of curcumin by at least 9-fold

when compared to curcumin administered with

piperine as absorption enhancer. Eur J Pharm Sci

2009; 37(3-4): 223-30.

[25] Rejinold NS, Muthunarayanan M, Divyarani

VV, Sreerekha PR, Chennazhi KP, Nair SV,

Tamura H, Jayakumar R. Curcumin-loaded

biocompatible thermoresponsive polymeric

nanoparticles for cancer drug delivery. J Colloid

Interface Sci 2011; 360(1): 39-51.

[26] Justus CR, Dong L, Yang LV. Acidic tumor

microenvironment and pH-sensing G protein-

coupled receptors. Front Physiol 2013; 4: 354.

[27] Estrella V, Chen T, Lloyd M, Wojtkowiak J,

Cornnell HH, Ibrahim-Hashim A, Bailey K,

Balagurunathan Y, Rothberg JM, Sloane BF,

Johnson J, Gatenby RA, Gillies RJ. Acidity

generated by the tumor microenvironment

drives local invasion. Cancer Res 2013; 73(5):

1524-35.

[28] Yang X, Li Z, Wang N, Li L, Song L, He T,

Sun L, Wang Z, Wu Q, Luo N, Yi C, Gong C.

Curcumin-encapsulated polymeric micelles

suppress the development of colon cancer in

vitro and in vivo. Sci Rep 2015; 5: 10322.

[29] Acharya S, Dilnawaz F, Sahoo SK. Targeted

epidermal growth factor receptor nanoparticle

bioconjugates for breast cancer therapy.

Biomaterials 2009; 30(29): 5737-50.

[ D

ownl

oade

d fr

om m

jms.

mod

ares

.ac.

ir o

n 20

22-0

2-12

]

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

15 / 15


http://www.tcpdf.org

Study of Loading, Cytotoxicity, Uptake, and Release of ...

Documents

Transcript of Study of Loading, Cytotoxicity, Uptake, and Release of ...