ساخت نانوذرات پلیمری PAA، PVA و PEI حاوی ترکیب طبیعی ضدباکتریایی کورکومین و بررسی کارآیی آنها علیه باکتری استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متیسیلین

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

1 پژوهشکده زیست‌فناوری صنعت و محیط زیست، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست‌فناوری، تهران، ایران

2 گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده
اهداف: کورکومین مولکولی طبیعی است که با توجه به خواص گوناگون درمانی آن از جمله اثر ضدباکتریایی، می‌توان با کاهش معایب کورکومین از آن به‌عنوان دارویی به‌منظور درمان بیماری‌های مزمن استفاده کرد. هدف مطالعه حاضر ایجاد روشی برای تهیه نانوذرات کورکومین با استفاده از پلیمر‌های پلی‌آکریلیک‌اسید، پلی‌وینیل‌الکل و پلی‌اتیلن‌ایمین با نظر به بهبود ثبات، افزایش زیست‌فراهمی، حلالیت آبی بالا و همچنین بررسی کارآیی آن علیه باکتری استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متیسیلین است‌.

مواد و روش‌ها: به‌منظور سنتز نانو‌ذرات پلیمری حاوی کورکومین به روش رسوب‌دهی نانو بهینه‌سازی غلظت‌های موثر از پلیمر، کورکومین و آب با استفاده از روش سطح پاسخ معین شد. نانوذرات سنتزشده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراکندگی پویای نور و اندازه‌گیری پتانسیل زتا مشخصه‌یابی شدند. همچنین حداقل غلظت مهارکنندگی نانوذرات سنتزشده علیه باکتری استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متیسیلین اندازه‌گیری شد.

یافته‌ها: نانوذرات ساخته‌شده در مورفولوژی سطح کاملاً گرد، جدا از هم و صاف بودند و میانگین اندازه ذرات ۷±۱۴۹، ۸±۱۷۵ و ۹±۱۸۴نانومتر برای پلی‌آکریلیک‌اسید، پلی‌وینیل‌الکل و پلی‌اتیلن‌ایمین و همچنین حداقل غلظت بازدارندگی علیه باکتری استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متیسیلین را به‌ترتیب ۰۲۴/۰±۴۸۰/۰، ۰۱۹/۰±۳۹۰/۰ و ۰۱۷/۰±۳۴۰/۰میلی‌گرم بر میلی‌لیتر به دست آمد.

نتیجه‌گیری: غلظت حلال، پلیمر و کورکومین برای دستیابی به اندازه ذرات کوچک‌تر بسیار مهم است. خاصیت مهارکنندگی نانوذرات کورکومین به‌دلیل کوچک‌ترشدن اندازه ذرات و افزایش قدرت نفوذ آن در باکتری افزایش چشمگیری یافته و نانوذرات بارگذاری‌شده با کورکومین می‌توانند حامل‌های دارویی امیدبخشی برای درمان بیماری‌های سرطانی، عفونی و سایر بیماری‌ها باشند‌.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


World Health Organization. The global epidemiology of infectious diseases. Murray CJL, Lopez AD, Mathers CD, editors. 4th Volume. Geneva: World Health Organization; 2004. [Link]
Mun SH, Joung DK, Kim YS, Kang OH, Kim SB, Seo YS, et al. Synergistic antibacterial effect of curcumin against methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Phytomedicine. 2013;20(8-9):714-8. [Link] [DOI:10.1016/j.phymed.2013.02.006]
Chang FY, MacDonald BB, Peacock JE, Musher DM, Triplett P, Mylotte JM, et al. A prospective multicenter study of Staphylococcus aureus bacteremia: Incidence of endocarditis, risk factors for mortality, and clinical impact of methicillin resistance. Medicine. 2003;82(5):322-32.
https://doi.org/10.1097/01.md.0000091184.93122.09 [Link] [DOI:10.1097/01.md.0000091185.93122.40]
Liu J, Xu L, Liu Ch, Zhang D, Wang S, Deng Z, et al. Preparation and characterization of cationic curcumin nanoparticles for improvement of cellular uptake. Carbohydr Polym. 2012;90(1):16-22. [Link] [DOI:10.1016/j.carbpol.2012.04.036]
Basniwal RK, Buttar HS, Jain VK, Jain N. Curcumin nanoparticles: Preparation, characterization, and antimicrobial study. J Agric Food Chem. 2011;59(5):2056-61. [Link] [DOI:10.1021/jf104402t]
Lao CD, Ruffin MT, Normolle D, Heath DD, Murray SI, Bailey JM, et al. Dose escalation of a curcuminoid formulation. BMC Complement Altern Med. 2006;6(1):10. [Link] [DOI:10.1186/1472-6882-6-10]
Shome S, Talukdar AD, Choudhury MD, Bhattacharya MK, Upadhyaya H. Curcumin as potential therapeutic natural product: A nanobiotechnological perspective. J Pharm Pharmacol. 2016;68(12):1481-500. [Link] [DOI:10.1111/jphp.12611]
Jain J, Arora S, Rajwade JM, Omray P, Khandelwal S, Paknikar KM. Silver nanoparticles in therapeutics: Development of an antimicrobial gel formulation for topical use. Mol Pharm. 2009;6(5):1388-401. [Link] [DOI:10.1021/mp900056g]
Blecher K, Nasir A, Friedman A. The growing role of nanotechnology in combating infectious disease. Virulence. 2011;2(5):395-401. [Link] [DOI:10.4161/viru.2.5.17035]
Jain RA. The manufacturing techniques of various drug loaded biodegradable poly (lactide-co-glycolide)(PLGA) devices. Biomaterials. 2000;21(23):2475-90. [Link] [DOI:10.1016/S0142-9612(00)00115-0]
Leardi R. Experimental design in chemistry: A tutorial. Anal Chim Acta. 2009;652(1-2):161-72. [Link] [DOI:10.1016/j.aca.2009.06.015]
Rajasimman M, Sangeetha R, Karthik P. Statistical optimization of process parameters for the extraction of chromium (VI) from pharmaceutical wastewater by emulsion liquid membrane. Chem Eng J. 2009;150(2-3):275-9. [Link] [DOI:10.1016/j.cej.2008.12.026]
Aggarwal BB, Sung B. Pharmacological basis for the role of curcumin in chronic diseases: An age-old spice with modern targets. Trends Pharmacol Sci. 2009;30(2):85-94. [Link] [DOI:10.1016/j.tips.2008.11.002]
Akram M, Shahab-Uddin AA, Usmanghani K, Hannan A, Mohiuddin E, Asif M. Curcuma longa and curcumin: A review article. Rom J Biol Plant Biol. 2010;55(2):65-70. [Link]
Sharma RA, Steward WP, Gescher AJ. Pharmacokinetics and pharmacodynamics of curcumin. In: Aggarwal BB, Surh YJ, Shishodia Sh, editors. The molecular targets and therapeutic uses of curcumin in health and disease. Boston: Springer; 2007. pp. 453-470. [Link] [DOI:10.1007/978-0-387-46401-5_20]
Feng SS. Nanoparticles of biodegradable polymers for new-concept chemotherapy. Expert Rev Med Devices. 2004;1(1):115-25. [Link] [DOI:10.1586/17434440.1.1.115]
Adahoun MA, Al-Akhras MAH, Jaafar MS, Bououdina M. Enhanced anti-cancer and antimicrobial activities of curcumin nanoparticles. Artif Cells Nanomed Biotechnol. 2017;45(1):98-107. [Link] [DOI:10.3109/21691401.2015.1129628]
Allahverdiyev AM, Kon KV, Abamor ES, Bagirova M, Rafailovich M. Coping with antibiotic resistance: Combining nanoparticles with antibiotics and other antimicrobial agents. Expert Rev Anti Infect Ther. 2011;9(11):1035-52. [Link] [DOI:10.1586/eri.11.121]