| تعداد نشریات | 27 |
| تعداد شمارهها | 485 |
| تعداد مقالات | 5,089 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,483,602 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,276,257 |
کاربرد ترکیب استافیلوگزانتین-نانوذرات نقره بهعنوان یک بستر درمانی پایدار با پتانسیل ضدسرطانی | ||
| مجله بیوتکنولوژی کشاورزی | ||
| دوره 17، شماره 4، آبان 1404، صفحه 415-438 اصل مقاله (916.48 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22103/jab.2025.25829.1760 | ||
| نویسندگان | ||
| حوراء کریم جودی* 1؛ حسن هاشم ناصر2 | ||
| 1گروه میکروبشناسی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه القادسیه، القادسیه، عراق. | ||
| 2واحد پژوهشی بیماریهای قابلانتقال بین انسان و حیوان، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه القادسیه، القادسیه، عراق. | ||
| چکیده | ||
| هدف: استافیلوکوکوس اورئوس یکی از پاتوژنهای اصلی انسانی است که طیف وسیعی از عفونتها را ایجاد میکند؛ از بیماریهای خفیف پوستی گرفته تا عفونتهای سیستمیک شدید. یک رنگدانه کاروتنوئیدی طلایی به نام استافیلوگزانتین، عامل تعیینکننده وایرولانس باکتری است. این ترکیب بهعنوان آنتیاکسیدان عمل کرده و از باکتری در برابر استرس اکسیداتیو محافظت میکند. هدف این پژوهش بررسی ویژگیهای مولکولی و بیوشیمیایی استافیلوگزانتین و نیز ارزیابی نقش و پتانسیل آن در ترکیب با نانوذرات نقره زیستی برای درمان پایدار و بررسی فعالیت ضدسرطانی آن بود. مواد و روشها: تولید استافیلوگزانتین توسط ایزولههای بالینی استافیلوکوکوس اورئوس بر اساس میزان رنگدانه تولیدشده مورد بررسی قرار گرفت. برای تأیید ژنتیکی ژنهای بیوسنتزی crtO، crtP، crtQ، crtM و crtN از واکنش زنجیرهای پلیمراز (PCR) استفاده شد. تخلیص رنگدانه با HPLC انجام گرفت. سپس، آزمون مهار رادیکال DPPH برای ارزیابی ظرفیت آنتیاکسیدانی آن بهکار رفت. از عصارههای S. aureus برای سنتز نانوذرات نقره زیستی استفاده شد. پیک تشدید پلاسمون سطحی در طولموج ۴۲۵ نانومتر با استفاده از طیفسنجی فرابنفش-مرئی تأیید شد. در ادامه، اثرات سمی سلولی و همافزای استافیلوگزانتین و نانوذرات نقره، بهصورت جداگانه و ترکیبی، بر روی ردههای سلولی سرطانی HeLa و MCF-7 ارزیابی گردید. سلولهای CHO بهعنوان کنترل غیرسرطانی استفاده شدند. نتایج: در ۷۵٪ از ایزولهها رنگدانههای طلایی شدیدی مشاهده شد. تمام ژنهای بیوسنتز استافیلوگزانتین با PCR تأیید شدند. یک پیک واضح و منفرد با زمان بازداری12/8 نا 23/8 دقیقه و سطح 9/28035 تا 9/639700 mA·h در HPLC شناسایی شد. فعالیت آنتیاکسیدانی قوی رنگدانه منجر به مهار ۸۶٪ از رادیکالهای DPPH در غلظت ۳۲۰ میکروگرم بر میلیلیتر شد که از نظر شدت با فعالیت اسید آسکوربیک قابل مقایسه بود. غلظت نانوذرات نقره زیستی کروی برابر با 1/2 ±6/55 میکروگرم بر میلیلیتر بود. درمان ترکیبی استافیلوگزانتین- AgNP اثر سمی وابسته به دوز قویتری بر سلولهای سرطانی ایجاد کرد و در غلظت ۳۲۰ میکروگرم بر میلیلیتر مهار کامل رشد سلولی را بههمراه داشت، در حالی که سمیت پایینی بر سلولهای CHO نشان داد. مقادیر شاخص ترکیب (CI < 1) بیانگر همافزایی قوی و افزایش 1/2-5/3 برابری توان درمانهای منفرد بود. نتیجهگیری: بر اساس نتایج بهدستآمده، میتوان گفت که کمپلکس استافیلوگزانتین-نانوذرات نقره میتواند بهعنوان یک بستر درمانی نویدبخش و چندمنظوره با فعالیت ضدسرطانی قوی و انتخابگر عمل کند. با توجه به اثرات همافزای چشمگیر و منشأ زیستی آن، این ترکیب میتواند در درمان پایدار سرطان و کنترل مقاومت میکروبی کاربرد بالقوهای داشته باشد. بااینحال، انجام مطالعات بیشتر در مقیاس وسیعتر برای دستیابی به نتایج قطعی ضروری است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| استافیلوگزانتین؛ فعالیت ضدسرطانی؛ نانوذرات نقره؛ Staphylococcus aureus | ||
| مراجع | ||
|
Allahverdiyev, A. M., Kon, K. V., Abamor, E. S., Bagirova, M., & Rafailovich, M. (2011). Coping with antibiotic resistance: Combining nanoparticles with antibiotics and other antimicrobial agents. Expert Review of Anti-Infective Therapy, 9(11), 1035-1052. https://doi.org/10.1586/eri.11.121
Almatroudi, A. (2024). Unlocking the potential of silver nanoparticles: From synthesis to versatile bio-applications. Pharmaceutics, 16(9), Article 1232. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics16091232
Anshi, Kapil, S., Goswami, L., & Sharma, V. (2024). Unveiling the intricacies of microbial pigments as sustainable alternatives to synthetic colorants: Recent trends and advancements. Micro, 4(4), 621-640. https://doi.org/10.3390/micro4040038
Bastos, M. L. C., Ferreira, G. G., Kosmiscky, I. O., Guedes, I. M. L., Muniz, J. A. P. C., Carneiro, L. A., Peralta, Í. L. C., Bahia, M. N. M., Souza, C. O., & Dolabela, M. F. (2025). What do we know about Staphylococcus aureus and oxidative stress? Resistance, virulence, new targets, and therapeutic alternatives. Toxics, 13(5), Article 390. https://doi.org/10.3390/toxics13050390
Chatragadda, R., & Dufossé, L. (2021). Ecological and biotechnological aspects of pigmented microbes: A way forward in development of food and pharmaceutical grade pigments. Microorganisms, 9(3), Article 637. https://doi.org/10.3390/microorganisms9030637
Chen, F., Di, H., Wang, Y., Cao, Q., Xu, B., Zhang, X., Yang, N., Liu, G., Yang, C. G., Xu, Y., Jiang, H., Lian, F., Zhang, N., Li, J., & Lan, L. (2016). Small-molecule targeting of a diapophytoene desaturase inhibits S. aureus virulence. Nature Chemical Biology, 12(3), 174-179. https://doi.org/10.1038/nchembio.2003
Chen, Y., Gao, D. Y., & Huang, L. (2015). In vivo delivery of miRNAs for cancer therapy: Challenges and strategies. Advanced Drug Delivery Reviews, 81, 128-141. https://doi.org/10.1016/j.addr.2014.05.009
Cheung, G. Y. C., Bae, J. S., & Otto, M. (2021). Pathogenicity and virulence of Staphylococcus aureus. Virulence, 12(1), 547-569. https://doi.org/10.1080/21505594.2021.1878688
Chou, T. C. (2010). Drug combination studies and their synergy quantification using the Chou-Talalay method. Cancer Research, 70(2), 440-446. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-09-1947
Dang, Y., & Guan, J. (2020). Nanoparticle-based drug delivery systems for cancer therapy. Smart Materials in Medicine, 1, 10-19. https://doi.org/10.1016/j.smaim.2020.04.001
Detzner, J., Klein, A. L., Pohlentz, G., Krojnewski, E., Humpf, H. U., Mellmann, A., Karch, H., & Müthing, J. (2021). Primary human renal proximal tubular epithelial cells (pHRPTEpiCs): Shiga toxin (Stx) glycosphingolipid receptors, Stx susceptibility, and interaction with membrane microdomains. Toxins, 13(8), Article 529. https://doi.org/10.3390/toxins13080529
Du, J., Shao, Z., & Zhao, H. (2011). Engineering microbial factories for synthesis of value-added products. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, 38(8), 873-890. https://doi.org/10.1007/s10295-011-0970-3
Durán, N., Durán, M., de Jesus, M. B., Seabra, A. B., Fávaro, W. J., & Nakazato, G. (2016). Silver nanoparticles: A new view on mechanistic aspects on antimicrobial activity. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine, 12(3), 789-799. https://doi.org/10.1016/j.nano.2015.11.016
Hashemi, M., Rahimzadeh, P., Koohpar, Z. K., Izadi, H., Karami, A., Bakhtiari Beklar, H., Mahmoudjanlou, A., Atabi, F., Nabavi, N., Farahani, N., Taheriazam, A., Orouei, S., & Entezari, M. (2024). Apoptosis mechanism in cancer: Overview and recent advances. In Autophagy, apoptosis and ferroptosis in oncology (pp. 317-377). World Scientific. https://doi.org/10.1142/9789811299322_0011
He, M., Chen, S., Yu, H., Fan, X., Wu, H., Wang, Y., Wang, H., & Yin, X. (2024). Advances in nanoparticle-based radiotherapy for cancer treatment. iScience, 28(1), Article 111602. https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.111602
Heidarpour, F., Mohammadabadi, M. R., Zaidul, I. S. M., Maherani, B., Saari, N., Hamid, A. A., Abas, F., Manap, M. Y. A., & Mozafari, M. R. (2011). Use of prebiotics in oral delivery of bioactive compounds: A nanotechnology perspective. Pharmazie, 66(5), 319-324. https://doi.org/10.1691/ph.2011.0279
Huh, A. J., & Kwon, Y. J. (2011). "Nanoantibiotics": A new paradigm for treating infectious diseases using nanomaterials in the antibiotics resistant era. Journal of Controlled Release, 156(2), 128-145. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2011.07.002
Jangid, H., Singh, S., Kashyap, P., Singh, A., & Kumar, G. (2024). Advancing biomedical applications: An in-depth analysis of silver nanoparticles in antimicrobial, anticancer, and wound healing roles. Frontiers in Pharmacology, 15, Article 1438227. https://doi.org/10.3389/fphar.2024.1438227
Khanna, K., Kohli, S. K., Bakshi, P., Sharma, P., Kour, J., Bhardwaj, T., Sharma, N., Dogra, N., Ohri, P., Sirhindi, G., & Bhardwaj, R. (2023). Green biosynthesis of nanoparticles: Mechanistic aspects and applications. In P. Singh, V. Kumar, M. Bakshi, C. M. Hussain, & M. Sillanpää (Eds.), Environmental applications of microbial nanotechnology (pp. 99-126). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-91744-5.00020-5
Laraib, U., Sargazi, S., Rahdar, A., Khatami, M., & Pandey, S. (2022). Nanotechnology-based approaches for effective detection of tumor markers: A comprehensive state-of-the-art review. International Journal of Biological Macromolecules, 195, 356-383. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.12.052
Lasmi, F., Hamitouche, H., Laribi-Habchi, H., Benguerba, Y., & Chafai, N. (2025). Silver nanoparticles (AgNPs), methods of synthesis, characterization, and their application: A review. Plasmonics. Advance online publication. https://doi.org/10.1007/s11468-025-02894-9
Mette, M., Connolly, W., Vishwanath, N., Allu, S., Whitaker, C., Stone, B. K., Antoci, V., Born, C. T., & Garcia, D. R. (2022). Silver carboxylate as an antibiotic-independent antimicrobial: A review of current formulations, in vitro efficacy, and clinical relevance. Medical Research Archives, 10(12), Article 3388. https://doi.org/10.18103/mra.v10i12.3388
Mohammadabadi, M. R., & Mozafari, M. R. (2018). Enhanced efficacy and bioavailability of thymoquinone using nanoliposomal dosage form. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 47(1), 445-453. https://doi.org/10.1016/j.jddst.2018.08.019
Mohammadabadi, M. R., & Mozafari, M. R. (2019). Development of nanoliposome-encapsulated thymoquinone: Evaluation of loading efficiency and particle characterization. Journal of Biopharmaceuticals, 11(4), 39-46.
Mohammadabadi, M. R., El-Tamimy, M., Gianello, R., & Mozafari, M. R. (2009). Supramolecular assemblies of zwitterionic nanoliposome-polynucleotide complexes as gene transfer vectors: Nanolipoplex formulation and in vitro characterization. Journal of Liposome Research, 19(2), 105-115. https://doi.org/10.1080/08982100802547326.
Mortazavi, S. M., Mohammadabadi, M. R., & Mozafari, M. R. (2005). Applications and in vivo behaviour of lipid vesicles. In M. R. Mozafari (Ed.), Nanoliposomes: From fundamentals to recent developments (pp. 67-76).
Mughal, B., Zaidi, S. Z. J., Zhang, X., & Hassan, S. U. (2021). Biogenic nanoparticles: Synthesis, characterisation and applications. Applied Sciences, 11(6), Article 2598. https://doi.org/10.3390/app11062598
Múnera-Jaramillo, J., López, G.-D., Suesca, E., Carazzone, C., Leidy, C., & Manrique-Moreno, M. (2024). The role of staphyloxanthin in the regulation of membrane biophysical properties in Staphylococcus aureus. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes, 1866(3), Article 184288. https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2024.184288
Nguyen, T. T. T., Nguyen, T. T. T., Nguyen, H. D., Nguyen, T. K., Pham, P. T. V., Tran, L. T. T., Pham, H. K. T., Truong, P. C. H., Tran, L. T., & Tran, M. H. (2024). Anti-Staphylococcus aureus potential of compounds from Ganoderma sp.: A comprehensive molecular docking and simulation approaches. Heliyon, 10(7), Article e28118. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e28118
Pandey, P., Lakhanpal, S., Bishoyi, A. K., Jyothi, S. R., Mishra, S., Verma, M., Singh, A., Alam, M. W., Rab, S. O., Saeed, M., & Khan, F. (2025). Biosynthesis of silver nanoparticles from plant extracts: A comprehensive review focused on anticancer therapy. Frontiers in Pharmacology, 16, Article 1600347. https://doi.org/10.3389/fphar.2025.1600347
Sati, A., Ranade, T. N., Mali, S. N., Ahmad Yasin, H. K., & Pratap, A. (2025). Silver nanoparticles (AgNPs): Comprehensive insights into bio/synthesis, key influencing factors, multifaceted applications, and toxicity—A 2024 update. ACS Omega, 10(8), 7549-7582. https://doi.org/10.1021/acsomega.4c11045
Serri, C. (2025). Editorial on special issue: Advances in nanotechnology-based drug delivery systems. Pharmaceutics, 17(8), Article 1038. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics17081038
Tong, S. Y. C., Fowler, V. G., Jr., Skalla, L., & Holland, T. L. (2025). Management of Staphylococcus aureus bacteremia: A review. JAMA, 334(9), 798-808. https://doi.org/10.1001/jama.2025.4288
Touati, A., Ibrahim, N. A., & Idres, T. (2025). Disarming Staphylococcus aureus: Review of strategies combating this resilient pathogen by targeting its virulence. Pathogens, 14(4), Article 386. https://doi.org/10.3390/pathogens14040386
Ventola, C. L. (2015). The antibiotic resistance crisis: Part 1: Causes and threats. P & T: A Peer-Reviewed Journal for Formulary Management, 40(4), 277-283. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4378521/
Wieland, B., Feil, C., Gloria-Maercker, E., Thumm, G., Lechner, M., Bravo, J.-M., Poralla, K., & Götz, F. (1994). Genetic and biochemical analyses of the biosynthesis of the yellow carotenoid 4,4′-diaponeurosporene of Staphylococcus aureus. Journal of Bacteriology, 176(24), 7719-7726. https://doi.org/10.1128/jb.176.24.7719-7726.1994
World Health Organization. (2017). Global priority list of antibiotic-resistant bacteria. https://www.who.int/publications/i/item/WHO-EMP-IAU-2017.12
Xue, L., Chen, Y. Y., Yan, Z., Lu, W., Wan, D., & Zhu, H. (2019). Staphyloxanthin: A potential target for antivirulence therapy. Infection and Drug Resistance, 12, 2151-2160. https://doi.org/10.2147/IDR.S193649
Zarrabi, A., Alipoor Amro Abadi, M., Khorasani, S., Mohammadabadi, M., Jamshidi, A., Torkaman, S., Taghavi, E., Mozafari, M. R., & Rasti, B. (2020). Nanoliposomes and tocosomes as multifunctional nanocarriers for the encapsulation of nutraceutical and dietary molecules. Molecules, 25(3), 638. https://doi.org/10.3390/molecules25030638
Zhang, J., Wu, Y., Li, Y., Li, S., Liu, J., Yang, X., Xia, G., & Wang, G. (2024). Natural products and derivatives for breast cancer treatment: From drug discovery to molecular mechanism. Phytomedicine, 129, Article 155600. https://doi.org/10.1016/j.phymed.2024.155600
Zhang, L., Liang, E., Cheng, Y., Mahmood, T., Ge, F., Zhou, K., Bao, Y., Liao, X., & Wang, J. (2020). Is the development of Staphylococcus aureus infections linked to virulence factors? Future Microbiology, 15(9), 801-816. https://doi.org/10.2217/fmb-2019-0337
Zhang, Y., Li, M., Gao, X., Chen, Y., & Liu, T. (2019). Nanotechnology in cancer diagnosis: Progress, challenges and opportunities. Journal of Hematology & Oncology, 12(1), Article 137. https://doi.org/10.1186/s13045-019-0833-3 | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 208 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 133 |
||