دوره 32، شماره 2 - ( تابستان 1404 )                   جلد 32 شماره 2 صفحات 110-98 | برگشت به فهرست نسخه ها

Research code: 457368
Ethics code: IR.BUMS.REC.1402.553


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Nasiri M, Anani Sarab G, Sayadi M, Shakibaie M. Effects of curcumin-loaded amine-functionalized mesoporous silica nanoparticles on apoptosis induction and cell cycle arrest in RPMI-8226 multiple myeloma cell line. Journal of Translational Medical Research. 2025; 32 (2) :98-110
URL: http://journal.bums.ac.ir/article-1-3536-fa.html
نصیری مازیار، عنانی سراب غلامرضا، صیادی مهتاب، شکیبایی مهدی. بررسی اثر نانوذرات سیلیکا آمینه بارگذاری شده با کورکومین در القای آپوپتوز و توقف چرخه سلولی در رده سلولی RPMI-8226 مالتیپل میلوما. تحقیقات پزشکی ترجمانی. 1404; 32 (2) :98-110

URL: http://journal.bums.ac.ir/article-1-3536-fa.html


1- کمیته تحقیقات دانشجویی، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران
2- مرکز تحقیقات سلولی و مولکولی، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران
3- گروه فارماسیوتیکس و نانوتکنولوژی، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران & مرکز تحقیقات علوم دارویی، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران ، m.shakibaie@bums.ac.ir
متن کامل [PDF 881 kb]   (636 دریافت)     |   چکیده (HTML)  (1463 مشاهده)
متن کامل:   (8 مشاهده)
مقدمه
مالتیپل میلوما (MM[1]) یک بدخیمی غیر‌قابل درمان است که در آن پلاسماسل‌ها به‌صورت کنترل نشده در مغز استخوان تکثیر می‌یابند (1). براساس برآوردهای انجمن سرطان آمریکا در سال 2025، حدود 2041910 مورد جدید سرطان و 618120 مورد مرگ مرتبط با آن در ایالات متحده پیش‌بینی شده است (2). از طرفی بیشترین افزایش درصد سرطان از سال 1990 تا 2016 در ایران، مربوط به مالتیپل میلوما با نرخ 4/302 % بوده است (3). به‌کارگیری روش‌های درمانی مختلف باعث افزایش میانگین بقای کلی بیماران از محدوده یک تا دو سال به هفت تا هشت سال شده و برخی از بیماران به بقای طولانی مدت می‌رسند (4). در سال‌های اخیر، نانوذرات به‌عنوان یکی از فناوری‌های پیشرفته و پرکاربرد در داروسازی مورد توجه قرار گرفته‌اند. این ذرات با اندازه‌های کمتر از 100 نانومتر، ویژگی‌های منحصر به ‌فردی دارند که از جمله آن‌ها می‌توان به افزایش حلالیت داروها، بهبود پایداری و امکان حمل هدفمند داروها به سلول‌ها و بافت‌های خاص اشاره کرد (5). رویکردهای فعلی مورد استفاده برای درمان سرطان با محدودیت‌های بالینی مانند القای عوارض جانبی شدید، MDR[2] و اختصاصیت کم نسبت به سلول‌های سرطانی متاستاتیک مواجه هستند. نانومواد هیبریدی[3] پتانسیل بالایی برای غلبه بر همه این چالش­ها دارند. در میان نانوذرات هیبریدی، آن­هایی که مبتنی بر سیلیس مزو[4] متخلخل ([5]MSNs) هستند، به دلیل خواص برجسته‌شان جایگاه ممتازی را در زمینه زیست‌پزشکی به‌دست آورده‌اند. این شبکه منافذ منظم، با همگنی اندازه خود، ظرفیت بارگذاری[6] بالا و کینتیک آزادسازی[7] کنترل شده را امکان پذیر می­کند. همچنین دارای چندین ویژگی منحصر به فرد مانند سطح بالا، حجم منافذ بزرگ، ساختار منافذ قابل تنظیم، زیست سازگاری[8] بالا و پایداری شیمیایی است. بنابراین به دلیل این ویژگی­های ساختاری، ظرفیت بارگذاری داروی آب‌گریز[9] یا آب‌دوست[10] افزایش می‌یابد و از این مواد غیر سمی برای حمل ایمن عوامل ضد‌سرطان استفاده می­شود (6). کورکومین[11] یکی از اصلی‌ترین مواد فعال زیستی زردچوبه است که از ریزوئید Curcuma longa جدا شده و از آن معمولاً به‌عنوان رنگ دهنده و افزودنی مواد غذایی استفاده می­شود. برای این ترکیب فنلی فعال و غیر‌سمی، طیف گسترده‌ای از خواص درمانی به‌ویژه فعالیت ضد‌سرطانی شامل ضد‌تکثیری، ضد‌رگ­زایی، آنتی‌اکسیدانی، ضد‌التهابی و ضد‌جهشی ذکر شده است. کورکومین باعث القای آپوپتوز در سلول‌های سرطانی می­شود و از MDR جلوگیری می­کند. کورکومین به شدت پلیوتروپیک است و اهداف ضد‌سرطانی که بر آن تأثیر می­گذارد شامل NF-κB، CCND1[12]، Bcl-xl[13]، Bcl-2، STAT3[14]، PI3K/Akt/mTOR، Wnt/β-catenin و IL-6 است (7, 8). همچنین باعث توقف چرخه سلولی سلول­های میلومایی در فاز G0/G1 و کاهش ترشح M-پروتئین/پارا پروتئین می­شود (9). همچنین از آن به‌عنوان یک عامل بالقوه پیشگیری‌کننده از شیمی‌درمانی نیز ذکر شده است. کورکومین به‌ راحتی در سیتوپلاسم سلول‌ها نفوذ می‌کند و در ساختارهای غشایی مانند غشای پلاسمایی، شبکه آندوپلاسمی و پوشش هسته تجمع می‌یابد. امّا به دلیل فراهمی زیستی کم، ناپایداری ساختار شیمیایی و اکسیداسیون آسان، کاربرد آن محدود شده است (10). بنابراین می‌توان آن را از طریق فن‌آوری‌های سیستم تحویل دارو[15]، به‌ویژه سیستم‌های دارورسانی مبتنی بر فناوری نانو، برای جبران فراهمی زیستی/فارماکوکینتیک ضعیف آن استفاده کرد (11). با این وجود اثر نانوذرات سیلیکا آمینه بارگذاری شده با کورکومین بر سلول‌های مالتیپل میلوما همچنان مشخص نیست. بنایراین هدف اصلی از این مطالعه بررسی اثر نانوذرات سیلیکا آمینه بارگذاری‌شده با کورکومین در القای آپوپتوز و توقف چرخه سلولی در رده سلولی RPMI-8226 مالتیپل میلوما است.
روش تحقیق
سنتز نانوذرات سیلیکا مزو متخلخل آمینه
MSNs توسط یک فرآیند خودآرایی کاتالیز شده اولیه یک مرحله‌ای (modified Stöber) سنتز شدند (12) و سپس توسط گروه‌های آمین عامل‌دار شدند. به‌طور خلاصه، 1 گرم CTAB[16] (Alfa Aesar, UK) در 100 میلی‌لیتر آب دی یونیزه حل شد و به دنبال آن 15 میلی‌لیتر سدیم هیدروکسید 2 مولار به آن اضافه شد. سپس مخلوط هم زده شد تا شفاف شود و تا دمای 70 درجه سانتی‌گراد گرم شد. سپس یک میلی‌لیتر TEOS[17] (Merck, Germany) به آرامی اضافه شد تا محلولی همگن به دست آید و به مدت 4 ساعت به شدت هم زده شد. محصول به‌دست آمده چندین مرتبه با آب دی یونیزه سانتریفیوژ (10 دقیقه با سرعت 12000 دور در دقیقه) و شسته شد. پس از پایان شستشوها، به رسوب سیلیکا موجود محلول رفلاکس[18] (Reflux) اضافه شد و پس از سونیکیت کردن به مدت 24 ساعت در دمای محیط قرار داده شد. پس از گذشت مدت زمان مذکور، مخلوط را سانتریفیوژ کرده و مایع رویی دور ریخته شد. در نهایت پس از دور ریختن مایع رویی، اضافه کردن آب دی یونیزه به رسوب باقی‌مانده و سونیکیت کردن، محلول برروی شیشه ساعت ریخته شد و در درون آون با دمای 80 درجه سانتی‌گراد قرار داده شد تا خشک ­گردد. به منظور تهیه MSNs-NH2، نانو ذرات سیلیکا مزو متخلخل سنتز شده از مرحله قبل را در اتانول حل کرده و سونیکیت شده تا یک مخلوط همگن به‌دست آید. سپس APTES[19] به آرامی اضافه شد و به مدت 4 ساعت به‌شدت هم زده شد. محصول به‌دست آمده سانتریفیوژ شده و چندین بار با  آب فوق خالص شسته شد و در دمای 80 درجه سانتیگراد خشک گردید.

مشخصه‌یابی نانوذرات سیلیکا آمینه
به‌منظور تعیین اندازه نانوذرات سیلیکا آمینه از دستگاه DLS[20] (NanoBrook 90plus PALS) استفاده شده است همچنین تصویربرداری به‌منظور تعیین اندازه، مورفولوژی و ریخت‌شناسی نانوذرات سیلیکا آمینه با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (Zeiss - EM10C - 100 kV) نیز انجام شد.

بارگذاری نانوذرات سیلیکا آمینه با کورکومین
جذب رقت‎های مختلف کورکومین محلول در اتانول 8/99% (جدول 1) توسط دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج ماکزیمم جذب کورکومین (424 نانومتر) در مقابل بلانک اتانول8/99% با استفاده از کوت شیشه‌ای خوانش شد و نمودار استاندارد آن رسم گردید. به‌منظور بارگذاری، 250 میلی‌گرم کورکومین را به 50 میلی‌لیتر اتانول 8/99%  اضافه کرده و پس از سونیکاسیون به مدت 45 دقیقه بر روی همزن قرار داده شد تا کاملاً حل شود. سپس مقدار 500 میلی‌گرم نانوذرات سیلیکا آمینه به ارلن اضافه گشت و پس از سونیکاسیون به مدت 24 ساعت بر روی همزن قرار داده شد. سپس تمامی محتویات فالکون به 25 میکروتیوب 2 میلی‌لیتر منتقل گردید و سانتریفیوژ (5 دقیقه، 14000 دور در دقیقه) شد. سپس سوپ رویی تخلیه گردید و تمامی رسوب‌ها را به آرامی با آب دی یونیزه شسته تا رنگ باقی‌مانده در سطح که باعث اشتباه در جذب می‌شود، از بین برود. سپس به هر میکروتیوب 500 میکرولیتر آب فوق خالص اضافه گردید و پس از پیپتاژ محتویات میکروتیوب‌ها برروی 2 شیشه ساعتی جمع گردید. شیشه‌های ساعتی به آون 37 درجه سانتی‌گراد منتقل گردید تا خشک شوند. براین اساس در حین و بعد از بارگذاری نانوذرات سیلیکا آمینه با کورکومین به ترتیب با استفاده از فرمول‌های ذیل، EE[21]% و LE[22]% محاسبه شد.

رهایش نانوذرات سیلیکا آمینه بارگذاری شده با کورکومین
مطالعات رهایش[23] در 2 محیط مجزا PBS[24] (4/7=pH) و اتانول 30% در دمای 37 درجه سانتی‌گراد انجام شد. بدین منظور میزان 10 میلی‌گرم از نانوذرات سیلیکا آمینه بارگذاری شده با کورکومین در درون 2 ارلن جداگانه پوشیده شده با فویل حاوی 100 میلی‌لیتر PBS و 100 میلی‌لیتر اتانول 30%  حل شد. سپس در زمان‌های صفر، 10 و 30 دقیقه و همچنین 1، 3، 24 و 48 ساعت به‌صورت دوپلیکیت از هر ارلن 500 میکرولیتر محلول (در مجموع یک میلی‌لیتر از هر ارلن) برداشته و سانتریفیوژ (5 دقیقه، 14000 دور در دقیقه) شد (در هر بار برداشت محلول از هر ارلن، بایستی معادل حجم برداشت شده با استفاده از حلال مدنظر جایگزین گردد). سپس مایع رویی با استفاده از حلال مربوطه 50% رقیق گشت. در نهایت محتویات هر میکروتیوب با استفاده از اسپکتروفتومتر در مقابل بلانک مربوطه (استفاده از حلال) در طول موج 424 نانومتر خوانش شد. مقدار کورکومین آزاد شده با مقایسه جذب محتویات هر میکروتیوب با جذب محلول نانوذرات سیلیکا آمینه بارگذاری شده با کورکومین با غلظت و LE مشخص، محاسبه شد.

ارزیابی حیات سلولی
سلول‌های RPMI-8226 با دانسیته 25 هزار بر میلی‌لیتر در پلیت 96 خانه ریخته شد. گروه تیمار حاوی سلول‌ها، محیط کشت RPMI-1640 با سرم گاوی (FBS[25]) 10% و MSNs-NH2-Cur بود. گروه کنترل منفی حاوی سلول‌ها و محیط کشت RPMI-1640 با سرم گاوی 10% و گروه بلانک حاوی محیط کشت RPMI-1640 با سرم گاوی 10% و MSNs-NH2-Cur بود. غلظت نهایی MSNs-NH2-Cur مورد استفاده برابر با یک، 5/2، 5، 15، 20 و 25 میکروگرم بر میلی‌لیتر بود. حجم نهایی هر چاهک 100 میکرولیتر در نظر گرفته شد. سپس، پلیت در انکوباتور 37 درجه سانتی‌گراد حاوی 5% CO2 به‌مدت 24 و 48 ساعت قرار گرفت. پس از مدت زمان مربوطه، مقدار 20 میکروگرم محلول MTT[26] (5 میلیگرم پودر MTT محلول در یک میلی‌لیتر PBS، Life Biolab، Germany) به هر چاهک اضافه گردید. پس از انکوبه کردن به مدت 3 ساعت در انکوباتور، میزان 100 میکرولیتر دی متیل سولفوکساید (DMSO[27]، Samchun، Republic of Korea) به هر چاهک اضافه شد و به‌مدت 10 دقیقه درون انکوباتور قرار گرفت. در نهایت جذب نوری (OD[28]) هر چاهک توسط دستگاه نانودراپ (BioTek Epoch Microplate Spectrophotometer) در طول موج‌های 570 و 630 نانومتر قرائت شد و میزان زنده­مانی با استفاده از فرمول ذیل محاسبه شد.

غلظت مورد نظر
برای ادامه‌ آزمایشات مطابق با [29]IC50 به دست آمده در هر گروه تیمار در نظر گرفته شد.


فلوسایتومتری
سلول‌های RPMI-8226 با دانسیته 25 هزار بر میلی‌لیتر در فلاسک T25 به‌عنوان کنترل منفی و همین میزان سلول در معرض MSNs-NH2-Cur با غلظت IC50 24 ساعته برای گروه تیمار، قرار گرفت. پس از مدت زمان مذکور، سلول‌های حاصل به 2 بخش تقسیم شد و برای آنالیز چرخه سلولی و بررسی آپوپتوز مورد استفاده قرار گرفت.

آنالیز چرخه سلولی
آنالیز چرخه سلولی با استفاده از دستگاه فلوسایتومتری FACS Calibur (Sysmex, Germany) مطابق با روش استاندارد رنگ‌آمیزی پروپیدیوم یدید (PI[30]) (13) برای بررسی هرگونه تغییر در فازهای چرخه سلولی انجام شد.
بررسی مرگ سلولی با استفاده از کیت Annexin V – PI
آپوپتوز با استفاده از کیت Annexin-PI (Immunostep, Spain) مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور رسوب سلولی مربوط به هر گروه 2 مرتبه با استفاده از PBS معتدل شسته شد و سپس با محلول اتصال[31] (1X) با دانسیته یک میلیون سلول در میلی‌لیتر مجدداً همگن شد. سپس 100 میکرولیتر از سوسپانسیون هر گروه به لوله‌های فلوسایتومتری جداگانه منتقل شد. در ادامه 5 میکرولیتر از رنگ‌های فلوئورسنت Annexin V و PI به هر لوله اضافه شد، به‌خوبی پیپتاژ گردید و به مدت 15 دقیقه در تاریکی قرار گرفت. پس از مدت زمان انکوباسیون، 400 میکرولیتر محلول اتصال (1X) به هر لوله اضافه گشت. در نهایت نمونه با 700 میکرولیتر مایع پوششی[32] رقیق شد و و در کانال FL1 دستگاه فلوسایتومتری به‌منظور بررسی مرگ سلولی مورد خوانش قرار گرفت.

تجزیه و تحلیل داده‌ها
آنالیز آماری با استفاده از نرم افزار GraphPad Prism 10 (GraphPad Software, San Diego, CA, USA) انجام شد. برای ارزیابی داده‌های فلوسایتومتری از نرم افزار FlowJo 7.6 (FlowJo LLC, Ashland, Oregon, USA) استفاده شد. برای تحلیل چرخه سلولی بین گروه کنترل منفی و تیمار از t-test و برای مقایسه حیات سلولی بین گروه‌های مختلف از One-way ANOVA با آزمون Tukey استفاده شد. همچنین برای مقایسه در زمان‌های ۲۴ و ۴۸ ساعت از Two-way ANOVA بهره گرفته شد. در تمامی آزمون‌های ذکر شده، سطح معناداری کمتر از 05/0 (05/0) در نظر گرفته شد و داده‌ها به‌صورت mean±SD ارائه شدند.

یافته‌ها
اندازه و شکل نانوذرات سیلیکا آمینه
آنالیز پراکندگی نور دینامیکی نشان داد که میانگین قطر هیدرودینامیک نانوذرات سیلیکا آمینه 2/13±85/237 بود. شاخص پراکندگی (PDI[33]) برابر با 15/0 بود که نشان دهنده توزیع یکنواخت سایز نانوذرات است. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی (شکل1) نشان داد که نانوذرات مذکور بیضی شکل هستند و با استفاده از نرم‌افزار Image J قطر نانوذرات 10±2/97 تعیین شد.



شکل 1- مشخصه‌یابی نانوذرات سیلیکا آمینه با میکروسکوپ الکترونی عبوری

منحنی استاندارد کورکومین
جذب رقت‌های مختلف کورکومین (جدول1) در طول موج ماکزیمم جذب آن (424 نانومتر) توسط دستگاه اسپکتروفتومتر در مقابل بلانک اتانول 8/99% با استفاده از کوت شیشه‌ای خوانش شد و با استفاده از آن، منحنی استاندارد کورکومین (شکل2) با ضریب همبستگی 9923/0 به‌دست آمد.

درصد بارگذاری نانوذرات سیلیکا آمینه بارگذاری شده با کورکومین
با استفاده از فرمول‌های ذکر شده و خوانش مربوطه توسط دستگاه اسپکتروفتومتری، EE% و LE% نانوذرات سیلیکا آمینه بارگذاری شده با کورکومین به‌ترتیب 70% و 27/5% بود.
غلظت کورکومین (μg/ml) OD خوانش شده در طول موج 424 نانومتر
1 195/0
2 277/0
3 478/0
4 53/0
5 643/0
6 776/0
7 876/0
8 064/1
10 315/1

شکل 2- منحنی استاندارد کورکومین در اتانول 8/99%

درصد رهایش نانوذرات سیلیکا آمینه بارگذاری شده با کورکومین
بررسی الگوی رهایش کورکومین در 2 محیط مختلف طی 48 ساعت انجام شد. پروفایل رهایش نانوذرات سیلیکا آمینه بارگذاری شده با کورکومین در شکل3 نمایش داده شده است. با توجه به این که محدوده pH بدن 45/7-35/7 است و در منابع محدود (تنها در یک مطالعه‌) میزان رهایش کورکومین از نانوذرات سیلیکا را در اتانول 30% بررسی کرده بود (14)، از 2 حلال متفاوت PBS (4/7=pH) و اتانول 30% در دمای طبیعی بدن (37 درجه سانتی‌گراد) استفاده شد (جدول2). نتایج نشان می‌دهد که میزان آزادسازی کورکومین از نانوذرات سیلیکا آمینه در حلال اتانول 30% نسبت به PBS (4/7=pH) بیشتر است و در لحظه ابتدایی مواجهه با حلال‌های PBS (4/7=pH) و اتانول 30% به‌ترتیب در حدود 245/22% و 975/%40 از کورکومین بارگذاری شده در نانوذرات سیلیکا آمینه آزاد شده است. بنابراین تعامل میان گروه OH کورکومین و NH2 موجود برسطح نانوذرات سیلیکا آمینه بر رهایش پیوسته نانوذرات تأثیر داشته است. همچنین مقایسه نتایج رهایش کورکومین در 24 و 48 ساعت نشان می‌دهد که با گذشت زمان، میزان رهایش کورکومین از نانوذرات سیلیکا آمینه افزایش می‌یابد؛ اما همچنان درصدی از کورکومین در درون نانوذرات باقی‌ می‌ماند.



شکل 3- رهایش کورکومین از نانوذرات سیلیکا آمینه حامل این ماده مؤثره

جدول2- درصد رهایش کورکومین از نانوذرات سیلیکا آمینه حامل آن در 2 محیط مجزا PBS (4/7=pH) و اتانول 30%.
زمان (ساعت) PBS (4/7=pH) اتانول 30%
0 8275/245±7/22 3715/975±5/40
447/005±6/27 6065/971±4/42
37/154±7/29 9215/585±0/43
1 053/154±11/29 5345/427±1/45
3 137/15±8/31 9915/622±3/62
24 979/958±9/48 6015/522±6/73
48 531/398±3/59 8425/509±1/79
نتایج به صورت انحراف معیار ± میانگین گزارش شده‌اند.
حیات سلولی
MSNs-NH2-Cur به صورت وابسته به غلظت و زمان باعث کاهش زنده‌مانی سلول‌های RPMI-8226 شده است (001/0). همچنین میران IC50 24 و 48 ساعته به‌ترتیب برابر با 901/7 و 599/3 میکروگرم بر میلی‌لیتر بود (شکل4).

چرخه سلولی
تیمار 24 ساعته سلول‌های RPMI-8226 با MSNs-NH2-Cur (غلظت IC50) باعث افزایش معنی‌دار جمعیت سلولی فاز G0/G1 (01/0) و کاهش معنی‌دار جمعیت سلولی فازهای S و G2/M (05/0) شد (شکل5).

مرگ سلولی
آنالیز فلوسایتومتری نشان داد که تیمار 24 ساعته سلول‌های RPMI-8226 با MSNs-NH2-Cur (غلظت IC50) باعث افزایش درصد سلول‌ها در فاز انتهایی آپوپتوز نسبت به کنترل منفی شده است (شکل 6).



شکل 4- اثر MSNs-NH2-Cur بر زنده‌مانی سلول‌های RPMI-8226. سلول‌ها با غلظت‌های مختلف MSNs-NH2-Cur در زمان‌های 24 و 48 ساعت تیمار شدند. نتایج به صورت Mean±SD با 3 مرتبه تکرار گزارش شده‌اند. (ns=not significant و 001/0˂P=***)

 
شکل 5- توزیع چرخه سلولی سلول‌های RPMI-8226 تحت تیمار با MSNs-NH2-Cur.
 نتایج به صورت Mean±SD با 3 مرتبه تکرار گزارش شده اند. (05/0˂P=* و 01/0˂P =**)




شکل 6- بررسی مرگ سلولی RPMI-8226 با استفاده از تکنیک Annexin V-PI. الف) رنگ نشده. ب) کنترل. ج) MSNs-NH2-Cur
 
بحث
مالتیپل میلوما نوعی بدخیمی تهاجمی و مقاوم ‌به‌ درمان پلاسماسل‌هاست که با ناپایداری ژنتیکی، اختلال در مسیرهای تنظیم آپوپتوز و بروز عوارض سیستمیک از جمله ضایعات استخوانی، کم‌خونی و نارسایی کلیوی همراه است. با وجود پیشرفت‌های درمانی اخیر، از جمله استفاده از مهارکننده‌های پروتئازوم، تعدیل‌کننده‌های ایمنی و آنتی‌بادی‌های مونوکلونال، مقاومت دارویی و عود مکرر همچنان از چالش‌های اصلی درمان MM محسوب می‌شود (15). در مطالعه حاضر، با هدف بهبود اثربخشی درمان و کاهش سمیت دارویی، از نانوذرات سیلیکا مزو متخلخل عامل‌دارشده با آمین (MSNs-NH₂)  به‌عنوان حامل کورکومین استفاده شد. بررسی اثر MSNs-NH2-Cur بر حیات سلولی، چرخه سلولی و آپوپتوز در سلول‌های MM می‌تواند بینشی نوین برای توسعه راهبردهای درمانی هدفمند و کم‌عارضه فراهم آورد.
EE% و LE% نانوذرات سیلیکا آمینه بارگذاری شده با کورکومین سنتز شده در مطالعه حاضر به‌ترتیب برابر با 70% و 27/5% بود. علاوه براین مقایسه نتایج رهایش کورکومین در حلال PBS  (4/7=PH) پس از گذشت 24 و 48 ساعت نشان داد که با گذشت زمان، میزان رهایش کورکومین از نانوذرات سیلیکا آمینه افزایش می‌یابد؛ اما همچنان درصدی از کورکومین در درون نانوذرات باقی‌ می‌ماند. EE و LE شاخص‌های مهمی برای ارزیابی کیفیت نانوذرات هستند (16). همچنین یک سیستم دارورسانی مناسب برای دستیابی به تحویل مداوم دارو، نبایست فقط کارایی و دوز دارورسانی قابل قبول را نشان دهد بلکه بایستی بتواند دارو را به شیوه‌ای کنترل شده آزاد کند (17). در این راستا، مطالعه‌ Liu و همکاران در سال 2022 نشان داد که استفاده از میزان ثابت نانوذرات سیلیکا آمینه و افزایش دوز کورکومین در هنگام سنتز نانوذرات سیلیکا آمینه بارگذاری شده با کورکومین، ورود آسان‌تر دارو به داخل حفره داخلی را به دلیل ایجاد گرادیان غلظتی بین داخل و خارج حامل امکان‌پذیر می‌کند و LE% افزایش می‌یابد (06/0±42/4 الی 09/0±12/14). اما از سوی دیگر، EE% به‌دلیل فراتر رفتن مقدار کورکومین از توانایی encapsulation نانوذرات کاهش می‌یابد (65/0±85/88 الی 23/0±29/70). همچنین آزادسازی تجمعی MSN-NH2-Cur در محیط خنثی (4/7=PH)  حدود 1/41% بود (18). همچنین مطالعه‌ی Lv و همکاران در سال 2017 نشان داد که رهایش 24 ساعته کورکومین از نانوذرات MSN-Cur در محیط اتانول 30% با استفاده از تکنیک کیسه دیالیز در حدود 60% است (14). مطالعه ما برای اولین بار اثر MSNs-NH2-Cur را برروی سلول‌های معلق بررسی کرد و نشان داد که MSNs-NH2-Cur به‌طور معناداری به‌صورت وابسته به غلظت و زمان می‌تواند مانع از تکثیر و رشد سلولی در رده سلولی RPMI-8226 شود. در این راستا، مطالعه‌ی Sharifi و همکاران در سال 2022 سمیت سلولی اندکی بالاتر در سلول‌های چسبان HN5[34] تیمار شده با Cur-MSNs در مقایسه با کورکومین آزاد مشاهده شد. بدین صورت که اثر کورکومین در هنگام استفاده از نانوذرات حامل آن نسبت به حالت آزاد در 24 و 48 ساعت به ترتیب باعث کاهش 275/22% و 4375/25% میزان IC50 شد. اما این مطالعه هیچ‌گونه نتیجه‌ای در ارتباط با سمیت MSNs بر روی این رده سلولی ارائه نداد (10). همچنین مطالعه‌ Mohebian و همکاران در سال 2023 نیز سمیت سلولی اندکی بالاتر در سلول‌های چسبان/معلق MCF-7[35] تیمار شده با MSN-NH2-Cur در مقایسه با کورکومین آزاد مشاهده شد. بدین صورت که اثر کورکومین در هنگام استفاده از نانوذرات حامل آن نسبت به حالت آزاد در 24 و 48 ساعت به ترتیب باعث کاهش 081/16% و 145/20 % میزان IC50 شد. این مطالعه همچنین نشان داد که MSN-NH2 تا غلظت 20μg/ml هیچ سمیتی برای سلول‌های MCF-7 و MCF10A[36] ندارد که بیان‌کننده طبیعت زیست سازگار[37] این نانوذرات است (19). علاوه براین، مطالعه‌ Kong و همکاران در سال 2019 نشان داد که میزان IC50 رده‌های سلولی چسبان A375[38]، A549، Hela، HepG2، HT-29، MCF-7 و MKN-28[39] تیمار شده با Cur-MSNs در مقایسه با کورکومین آزاد به ترتیب 30%، 17%، 18%، 54%، 32%، 27% و 19% کاهش یافت. بررسی تمام مطالعات ذکر شده نشان می‌دهد که سمیت سلولی نانوذرات سیلیکا بارگذاری شده با کورکومین در رده‌های سلولی مختلف، متفاوت است. مطالعه ما با استفاده از تست Annexin V – PI افزایش آپوپتوز انتهایی در گروه‌های مورد مطالعه نسبت به گروه کنترل بدون تیمار را نشان داد. مطالعه‌ Sharifi و همکاران در سال 2022 نشان داد که بیان ژن BCL-2 در حضور Cur-MSNs در مقایسه با کنترل (سلول‌های HN5 تیمار نشده) به‌طور قابل توجهی کاهش یافت. همچنین افزایش 43/3 برابری در نسبت Bax/Bcl-2 در سلول‌های HN5 تیمار شده با Cur-MSN در غلظت IC50 مشاهده شد. علاوه براین، Cur-MSNs تولید گونه‌های اکسیژن فعال درون سلولی (ROS[40]) را نیز افزایش داد (10). همچنین مطالعه‌ی Mohebian و همکاران نیز در سال 2023 نشان داد که کورکومین و به میزان بیشتری MSNs-NH2-Cur باعث کاهش معنادار بیان ژن BCL-2 و افزایش بیان ژن‌های BAX، کاسپاز 3 و 9 شد (19). مطالعه حاضر همچنین نشان داد که MSNs-NH2-Cur باعث افزایش معنی‌دار جمعیت سلولی فاز G0/G1 و کاهش معنی‌دار جمعیت سلولی فازهای S و G2/M شد. مطالعه Bai و همکاران در سال 2009 (20) بر روی رده سلولی RPMI-8226 نشان داد که کورکومین باعث توقف چرخه سلولی در فاز G2/M می‌شود. همچنین مطالعه Bharti و همکاران در سال 2003 برروی رده سلولی U266[41] نشان داد که کورکومین باعث توقف چرخه سلولی در فاز G1/S می‌شود. بنابراین به نظر می‌رسد که کورکومین بیشتر در توقف چرخه سلولی در مراحل G0/G1 و G2/M سلول‌های مالتیپل میلوما نقش دارد. تجزیه و تحلیل داده‌های بیان ژن نشان می‌دهد که تقریباً همه موارد نئوپلاسم پلاسماسل که از مرحله MGUS شروع می‌شوند، یک یا چند ژن سیکلین D را به‌طور نابجا بیان می‌کنند. بنابراین، پیشنهاد شده است که اختلال در تنظیم یک ژن سیکلین D یک رویداد انکوژنیک اولیه در MGUS و MM است و نقش مهمی در پاتوژنز و پیشرفت MM دارد. به نظر می‌رسد MGUS و MM به پلاسماسل‌های طبیعی و غیر‌تکثیر‌شونده نسبت به پلاسما بلاست‌های در حال تکثیر طبیعی نزدیک‌تر از هستند که بنابرآن 30% از سلول‌ها می‌توانند در فاز S باشند. دیده شده که سطح بیان mRNA سیکلین D1، سیکلین D2 یا سیکلین D3 در MM و MGUS به‌طور مشخص بالاتر از پلاسماسل‌های طبیعی و در سطحی قابل مقایسه با mRNA سیکلین D2 بیان شده در پلاسمابلاست‌های در حال تکثیر طبیعی است (15). در همین راستا مطالعات متعددی در سطح In-vitro و In-vivo نشان دادند که کورکومین باعث کاهش بیان سیکلین D1 می‌شود (21, 22). اما مطالعه‌ای مبنی بر بررسی اثر نانوذرات سیلیکا آمینه بارگذاری شده با کورکومین بر چرخه سلولی وجود ندارد. لذا تحقیقات بیشتر در راستای تأیید نتایج چرخه سلولی برروی این رده سلولی، اثر نانوذرات سیلیکا آمینه بارگذاری شده با کورکومین بر دیگر رده‌های سلولی و به‌کارگیری آن در مطالعات In-vivo جهت دستیابی به درک بهتر اثرات بالقوه سیستمیک و کارایی درمانی می‌تواند کمک کننده باشد.

نتیجه‌گیری
مطالعه حاضر نشان داد که MSNs-NH₂-Cur می‌تواند به‌طور قابل توجهی زنده‌مانی سلولی را به صورت وابسته به غلظت و زمان کاهش دهد، آپوپتوز را القا ‌کند و باعث توقف چرخه سلولی سلول‌های RPMI-8226 در فاز G0/G1 و کاهش جمعیت سلولی در فاز S شود. در مجموع، این مطالعه بر اهمیت بررسی بیشتر نانوذرات سیلیکا آمینه بارگذاری شده با کورکومین به عنوان یک مکمل در درمان MM و بررسی پتانسیل درمانی این عصاره‌ به صورت نانو به عنوان یک داروی ضد MM آینده‌نگر را ایجاب می‌کند. تحقیقات بیشتر در این زمینه می‌تواند به درک بهتر مکانیزم‌های مولکولی و بهره‌برداری از این ترکیبات مفید در بالین کمک‌کننده باشد. علاوه براین، مطالعات آینده بایستی به پتانسیل ضد‌سرطانی MSNs-NH2-Cur در مدل‌های تجربی in vivo بپردازد.

تقدیر و تشکّر
این مقاله حاصل پایان‌نامه کارشناسی ارشد تحت عنوان "بررسی اثر نانوذرات سیلیکا بارگذاری شده با کورکومین در القای مرگ سلولی در رده سلولی RPMI-8226 (مالتیپل میلوما) با شماره ثبت پایان‌نامه 457368 می‌باشد که با حمایت دانشگاه علوم پزشکی بیرجند اجرا شده است.

ملاحظات اخلاقی
این مطالعه پس از اخذ مجوز اخلاق با شناسه IR.BUMS.REC.1402.553 انجام شد.

حمایت مالی
این مطالعه با حمایت مالی دانشگاه علوم پزشکی بیرجند اجرا شده است.

مشارکت نویسندگان
مازیار نصیری: انجام تست‌های آزمایشگاهی، آنالیز برخی داده‌ها و نگارش مقاله. غلامرضا عنانی سراب: مشارکت در طراحی پژوهش، بررسی و ویرایش مقاله. مهتاب صیادی: آنالیز برخی داده‌ها و ویرایش مقاله. مهدی شکیبائی: مشارکت در طراحی پژوهش، آنالیز برخی داده‌ها، نگارش پیش نویس اولیه، نظارت و رهبری مقاله. همه نویسندگان نسخه نهایی را خوانده و تایید کردند.

تضاد منافع
نویسندگان مقاله اعلام می‌دارند که هیچ گونه تضاد منافعی در پژوهش حاضر وجود ندارد.

[1] Multiple Myeloma
[2] Multi-drug resistance
[3] Hybrid nanomaterials = composed of organic and inorganic materials
[4] Pore diameters between 2 and 50 nm
[5] Mesoporous Silica Nanoparticles
[6] Load
[7] Release
[8] Biocompatibility
[9] Hydrophobic
[10] Hydrophilic
[11] Curcumin = (E,E)–1,7-bis(4-Hydroxy-3-methoxyphenyl)–1,6-heptadiene-3,5-dione, Diferuloylmethane, Diferulylmethane, Natural Yellow 3
[12] Cyclin D1
[13] B-cell lymphoma-extra Large
[14] Signaling Transducer and Activator of Transcription
[15] Drug delivery system technologies
[16] Cetyltrimethylammonium bromide
[17] Tetraethyl orthosilicate
[18] طرز تهیه محلول Reflux = 1ml HCL + 99ml Ethanol 96%
[19] (3-Aminopropyl)triethoxysilane
[20] Dynamic Light Scattering
[21] Encapsulation Efficiency
[22] Loading Efficiency
[23] Release
[24] Phosphate Buffered Saline
[25] Fetal bovine serum
[26] 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5 diphenyl tetrazolium bromide
[27] Dimethylsulfoxide
[28] Optical density
[29] Half maximal inhibitory concentration
[30] Propidium Iodide
[31] Binding Buffer
[32] Sheath fluid
[33] Polydispersity index
[34] The Head and Neck Cancer Cell Line
[35] A Breast Cancer Cells that was isolated from a 69-year-old, White, Female.
[36] A non-tumorigenic breast epithelial cell line
[37] Biocompatible
[38] A cell line exhibiting epithelial morphology that was isolated from the skin of a 54-year-old, female patient with malignant melanoma
[39] A human gastric cancer cell line derived from well-differentiated adenocarcinoma
[40] Reactive Oxygen Species
[41] A B lymphocyte isolated from the peripheral blood of a 53-year-old, male patient with myeloma
نوع مطالعه: مقاله اصیل پژوهشی | موضوع مقاله: نانوبیوتکنولوژی
دریافت: 1404/4/4 | پذیرش: 1404/5/6 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1404/6/3 | انتشار الکترونیک: 1404/6/15
* نشانی نویسنده مسئول: بیرجند- دانشگاه علوم پزشکی بیرجند- دانشکده داروسازی- گروه فارماسیوتیکس و نانوتکنولوژی تلفن: 05632381924 نمابر: 056۳۲۰۴۸۳۲1

فهرست منابع
1. Dadzie TG, Green AC. The role of the bone microenvironment in regulating myeloma residual disease and treatment. Front Oncol. 2022; 12:999939. DOI: 10.3389/fonc.2022.999939 [DOI:10.3389/fonc.2022.999939] [PMID] []
2. Siegel RL, Kratzer TB, Giaquinto AN, Sung H, Jemal A. Cancer statistics, 2025. CA Cancer J Clin. 2025; 75(1): 10-45. DOI: 10.3322/caac.21871 [DOI:10.3322/caac.21871] [PMID] []
3. Nahvijou A. Disability-Adjusted Life Years (DALY) for Cancers in Iran, 1990 to 2016: Review of Findings from the Global Burden of Disease Study. Iran J Public Health. 2021; 50(10):2095-104. DOI: 10.18502/ijph.v50i10.7511 [DOI:10.18502/ijph.v50i10.7511] [PMID] []
4. Michels TC, Petersen KE. Multiple Myeloma: Diagnosis and Treatment. Am Fam Physician. 2017; 95(6): 373-83. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28318212/
5. Egwu CO, Aloke C, Onwe KT, Umoke CI, Nwafor J, Eyo RA, et al. Nanomaterials in Drug Delivery: Strengths and Opportunities in Medicine. Molecules. 2024; 29(11): 2584. DOI: 10.3390/molecules29112584 [DOI:10.3390/molecules29112584] [PMID] []
6. Alvarez-Berríos MP, Sosa-Cintron N, Rodriguez-Lugo M, Juneja R, Vivero-Escoto JL. Hybrid Nanomaterials Based on Iron Oxide Nanoparticles and Mesoporous Silica Nanoparticles: Overcoming Challenges in Current Cancer Treatments. J Chem. 2016; 2016: 2672740. DOI: [DOI:10.1155/2016/2672740]
7. Hesari A, Azizian M, Sheikhi A, Nesaei A, Sanaei S, Mahinparvar N, et al. Chemopreventive and therapeutic potential of curcumin in esophageal cancer: Current and future status. Int J Cancer. 2019; 144(6): 1215-26. DOI: 10.1002/ijc.31947 [DOI:10.1002/ijc.31947] [PMID]
8. Ghasemi F, Shafiee M, Banikazemi Z, Pourhanifeh MH, Khanbabaei H, Shamshirian A, et al. Curcumin inhibits NF-kB and Wnt/β-catenin pathways in cervical cancer cells. Pathol Res Pract. 2019; 215(10): 152556. DOI: 10.1016/j.prp.2019.152556 [DOI:10.1016/j.prp.2019.152556] [PMID]
9. Allegra A, Speciale A, Molonia MS, Guglielmo L, Musolino C, Ferlazzo G, et al. Curcumin ameliorates the in vitro efficacy of carfilzomib in human multiple myeloma U266 cells targeting p53 and NF-κB pathways. Toxicol In Vitro. 2018; 47: 186-94. DOI: 10.1016/j.tiv.2017.12.001 [DOI:10.1016/j.tiv.2017.12.001] [PMID]
10. Sharifi S, Dalir Abdolahinia E, Ghavimi MA, Dizaj SM, Aschner M, Saso L, et al. Effect of Curcumin-Loaded Mesoporous Silica Nanoparticles on the Head and Neck Cancer Cell Line, HN5. Curr Issues Mol Biol. 2022; 44(11): 5247-59. DOI: 10.3390/cimb44110357 [DOI:10.3390/cimb44110357] [PMID] []
11. Mirzaei H, Bagheri H, Ghasemi F, Khoi JM, Pourhanifeh MH, Heyden YV, et al. Anti-Cancer Activity of Curcumin on Multiple Myeloma. Anticancer Agents Med Chem. 2021; 21(5): 575-86. DOI: 10.2174/1871520620666200918113625 [DOI:10.2174/1871520620666200918113625] [PMID]
12. Pedraza D, Díez J, Isabel-Izquierdo-Barba, Colilla M, Vallet-Regí M. Amine-Functionalized Mesoporous Silica Nanoparticles: A New Nanoantibiotic for Bone Infection Treatment. Biomedical Glasses. 2018; 4(1): 1-12. DOI: 10.1515/bglass-2018-0001 [DOI:10.1515/bglass-2018-0001]
13. Riccardi C, Nicoletti I. Analysis of apoptosis by propidium iodide staining and flow cytometry. Nat Protoc. 2006; 1(3): 1458-61. DOI: 10.1038/nprot.2006.238 [DOI:10.1038/nprot.2006.238] [PMID]
14. Lv Y, Li J, Chen H, Bai Y, Zhang L. Glycyrrhetinic acid-functionalized mesoporous silica nanoparticles as hepatocellular carcinoma-targeted drug carrier. Int J Nanomedicine. 2017; 12: 4361-70. DOI: 10.2147/IJN.S135626 [DOI:10.2147/IJN.S135626] [PMID] []
15. Chng WJ, Bergsagel PL. The molecular biology of multiple myeloma. Molecular Hematology. London: Wiley-Blackwell; 2019. p. 121-30. DOI: [DOI:10.1002/9781119252863.ch10]
16. Yang G, Liu Y, Wang H, Wilson R, Hui Y, Yu L, et al. Bioinspired Core-Shell Nanoparticles for Hydrophobic Drug Delivery. Angew Chem Int Ed Engl. 2019; 58(40): 14357-64. DOI: 10.1002/anie.201908357 [DOI:10.1002/anie.201908357] [PMID]
17. Hu T, Yang J, Cui K, Rao Q, Yin T, Tan L, et al. Controlled Slow-Release Drug-Eluting Stents for the Prevention of Coronary Restenosis: Recent Progress and Future Prospects. ACS Appl Mater Interfaces. 2015; 7(22): 11695-712. DOI: 10.1021/acsami.5b01993 [DOI:10.1021/acsami.5b01993] [PMID]
18. Liu C, Jiang F, Xing Z, Fan L, Li Y, Wang S, et al. Efficient Delivery of Curcumin by Alginate Oligosaccharide Coated Aminated Mesoporous Silica Nanoparticles and In Vitro Anticancer Activity against Colon Cancer Cells. Pharmaceutics. 2022; 14(6): 1166. DOI: 10.3390/pharmaceutics14061166 [DOI:10.3390/pharmaceutics14061166] [PMID] []
19. Mohebian Z, Babazadeh M, Zarghami N. In Vitro Efficacy of Curcumin-Loaded Amine-Functionalized Mesoporous Silica Nanoparticles against MCF-7 Breast Cancer Cells. Adv Pharm Bull. 2023; 13(2): 317-27. DOI: 10.34172/apb.2023.035 [DOI:10.34172/apb.2023.035] [PMID] []
20. Bai Q, Liu Q. Antitumor Effects and Mechanisms of Curcumin On Human Multiple Myeloma Cell Lines. Blood. 2009; 114(22): 4896. DOI: [DOI:10.1182/blood.V114.22.4896.4896]
21. Sung B, Kunnumakkara AB, Sethi G, Anand P, Guha S, Aggarwal BB. Curcumin circumvents chemoresistance in vitro and potentiates the effect of thalidomide and bortezomib against human multiple myeloma in nude mice model. Mol Cancer Ther. 2009; 8(4): 959-70. DOI: 10.1158/1535-7163.MCT-08-0905 [DOI:10.1158/1535-7163.MCT-08-0905] [PMID] []
22. Zhang XY, Bai QX, Huang GS, Zhao H, Chen JJ, Yang LJ. [Effect of curcumin in combination with bortezomib on proliferation and apoptosis of human multiple myeloma cell line H929 and its mechanism]. Zhongguo Shi Yan Xue Ye Xue Za Zhi. 2011; 19(3): 684-8. [Article in Chinese] URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21729550/

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله "تحقیقات پزشکی ترجمانی" می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2026 CC BY-NC 4.0 | Journal of Translational Medical Research

Designed & Developed by : Yektaweb