زیست فناوری

چکیده تشخیص به موقع سرطان پستان علی الخصوص در مراحل ابتدایی شکل گیری آن، از اهمیت بسزایی برخوردار است. یکی از روشهای تشخیص سلولهای سرطانی استفاده از حسگرهای الکتروشیمیایی می باشد. در اینجا نانوکامپوزیت جدیدی معرفی شده که در طراحی آن از چارچوب فلزی آلی مس و نانوخوشه‌های نقره استفاده شده است. نانوکامپوزیت حاصل را می توان به عنوان داربستی برای اتصال آنتی بادی ها جهت تشخیص سلول های زنده HER2 مثبت استفاده کرد. در ساختار نانوکامپوزیت نهایی، نانوخوشه‌های نقره در حفره های داخلی چارچوب فلزی آلی مس قرار می گیرند که منجر به تسهیل و تسریع انتقال الکترون، زیست سازگاری و فعالیت الکتروشیمیایی بهتر می شود. نتایج بدست آمده نشان دادند که حسگر الکتروشیمیایی طراحی شده قادر به شناسایی سلولهای HER2 مثبت، با حد تشخیص 3 سلول و در محدوده خطی 100 تا 5000 سلول سلول در میلی لیتر می باشد. همچنین پایداری، کارایی و گزینش پذیری حسگر معرفی شده مورد ارزیابی و تایید قرار گرفتند. این استراتژی می تواند یک رویکرد امیدوارکننده و مبتنی بر چارچوب های آلی فلزی برای تشخیص سلول‌های سرطانی ارائه ‌کند.

چکیده چکیده
فرآیند ترمیم زخم، یک فرآیند پیچیده و پویا است که انواع سلول­ها و مسیرهای متابولیکی را مختلف را درگیر می­کند. این فرآیند از سه فاز التهابی، تکثیر سلولی و بازسازی بافتی تشکیل شده است. بهبود موفقیت آمیز زخم به تنظیم دقیق و هماهنگی بین عوامل درگیر بستگی دارد. تا سال­های اخیر استراتژی درمان­های زخم­های مزمن به آماده­سازی زخم، برداشتن بافت نکروزه شده، کنترل عفونت و التهاب محدود می­شد اما اخیرا استفاده از فاکتورهای رشد در جهت تسریع روند درمانی و بهبود زخم تایید شده­اند. از اولین انواع فاکتورهای رشد نوترکیب که در درمان زخم­های دیابتی به تایید رسیده است، فاکتور رشد نوترکیب انسانی PDGF-BB می‌باشد. مطالعات مختلف گزارش کرده است که PDGF به عنوان یک واسطه ی مهم در بهبود زخم در تسریع بهبودی، بهبود التهاب، تکثیر سلولی، رگزایی و بازسازی بافت کمک می­کند. در این مطالعه، توالی ژن PDGF-B انسانی، جهت کلون کردن در وکتور بیانی pET 21(a+) قرار گرفت و سپس برای بیان آن در میزبان E.coli shuffle تحت پروموتور T7 وارد شد. خالص­سازی پس از بیان با استفاده از ستون نیکل آگارز انجام شد و جهت بررسی فعالیت پروتئین تخلیص شده، آزمایش­های تکثیر سلولی، مهاجرت و اتصال به پروتئین ماتریکس خارج سلولی بررسی شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که نوع دیمر PDGF بیان و تخلیص شده در میزبان باکتریایی احتمالا بدلیل حفظ ساختار فولد شده صحیح، دارای هر دو فعالیت اصلی یعنی تکثیر سلولی بدلیل اتصال فعال به گیرنده سلولی و همچنین قابلیت اتصال به فیبرینوژن را حفظ کرده است.

چکیده نقاط بازرسی ایمنی، مولکول هایی هستند که سیستم ایمنی را تنظیم می‌کنند. برخی از سلول های تومور می توانند لیگاندهای متصل شونده به این نقاط بازرسی ایمنی را برای فرار از پاسخ های ایمنی ضد توموری بیان کنند. برخی از عوامل، مانند آنتی بادی ها، می توانند این نقاط بازرسی را مهار کنند. هدف از این مطالعه بیان یک دیا‌بادی دو منظوره جدید در فضای پری پلاسمیک باکتری E. coli BL21(DE3) برای مهار همزمان‌ دو نقطه بازرسی ایمنی، پروتئین مرتبط با ۴ (CTLA 4) و لیگاند متصل شونده (PD L1) است.
دیا‌بادی دو منظوره بر اساس ژن نواحی متغیر آنتی‌بادی‌های anti PD-L1 و anti CTLA 4 طراحی و جهت بیان درباکتری E. coli BL21(DE3) بهینه سازی و در پلاسمید بیانی pET21 کلون شد. پس از ترنسفرم کردن به داخل سویه بیانی E. coli BL21(DE3) اثر شرایط بیانی مختلف کشت مورد بررسی قرار گرفت، بیانDia-21 با وزن مولکولی ۵۵کیلو دالتون با الکتروفورز ژل SDS-PAGE و وسترن بلات تأیید شد. بهترین شرایط برای بیان پری پلاسمیک به فرم محلول بیان با 0/5 میلی مولار IPTG در دمای 23 درجه سانتی گراد محیط کشتLB و زمان ۱۸ ساعت به دست آمد. پروتئین بیان شده سپس با استفاده از کروماتوگرافی تمایلی نیکل آگارز با بازده نهایی 0/4 میلی گرم در لیتر تخلیص و نهایت میل ترکیبی برهمکنش پروتئین خالص شده توسط Cell-ELISA بررسی شد.
پروتئین دیا‌بادی نوترکیب در یک سیستم باکتریایی بیان و خالص‌سازی و برهم‌کنش پروتئین دیا‌بادی نوترکیب باگیرنده سطح سلولی PDL-1 از طریق Cell-Elisa بررسی شد.

چکیده روش‌های سبز به عنوان یک ابزار کم هزینه، زیست سازگار و بهینه برای سنتز نانوذرات شناخته شده‌اند. از آنجا که روش‌های دیگری برای تولید نانوذرات وجود دارند، اما روش سنتز سبز به نحوی برتری و مزایای منحصر به فرد خود را به اثبات رسانده است و در نتیجه نیازی به استفاده از روش‌های پرهزینه، سمی، زمان‌بر و نامطلوب نیست. سنتز نانو ذرات نقره با استفاده از بذر خارخاسک Tribulus terrestris به عنوان روشی سبز در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفت. خارخاسک جزء گیاهان دارویی است که در طب سنتی از آن جهت درمان بیماری‌های عفونی مجاری ادراری، دفع سنگ کلیه، تسکین دردهای روماتیسمی، کاهش فشار خون و بهبود عملکرد کبد استفاده می‌شود. در این مطالعه سنتز سبز نانوذرات نقره با عصاره بذر و بررسی مورفولوژی، اندازه و خصوصیات ساختاری نانوذرات با استفاده ازXRD، UV-visible،FT-IR و SEM انجام شد. آنالیز طیف سنجی UV-visible وجود پیک جذبی در ناحیه 429 نانومتر که حاکی از سنتز نانوذرات نقره است را نشان می هد. نتایج حاصل از پراش اشعه ایکس (XRD) نیز تشکیل ساختار کریستالی نانوذرات را تایید کرد. نتایج قطر هاله عدم رشد برای باکتری باسیلوس سوبتیلیس بیشتر از اشرشیاکولی مشاهده شد به عبارتی اشرشیاکولی مقاومت بیشتری را در مقابل نانوذرات سنتز شده نشان داد. نتایج این پژوهش نشان می دهد سنتز سبز نانوذرات نقره با استفاده از عصاره بذر گیاه خارخاسک می‌تواند به عنوان یک عامل آنتی باکتریال مناسب در برابر پاتوژن های بالینی مورد استفاده قرارگیرد.

چکیده ماتریکس متالوپروتئینازها یک خانواده اندوپپتیداز روی هستند که منجر به افزایش رفتار متاستازی تومورهای بدخیم انسانی می‌شوند. اپی‌گالوکاتچین گالات (EGCG) جزء اصلی پلی‌فنول‌های چای سبز و مهارکننده ماتریکس متالوپروتئینازها در درمان سرطان مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مطالعه باهدف افزایش پایداری و بهینه‌سازی بارگذاری و رهایش EGCG در سیستم تحویل لیپوزومی به‌صورت آزمایشگاهی و محاسباتی انجام گردید. در این مطالعه نانولیپوزوم‌ها با روش بارگذاری غیرفعال و آب‌پوشانی لایه‌نازک تهیه و سپس اندازه، پتانسیل زتا، پایداری، میزان بارگذاری و منحنی رهایش دارو از نانولیپوزوم‌ها بررسی شد. سمیت سلولی نانولیپوزوم‌ها بر روی سه رده سلولی سرطان پستان با استفاده از آزمون زنده‌مانی مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات محاسباتی باهدف بررسی فعل ‌و انفعالات EGCG-نانولیپوزوم و همچنین اثر آن بر روی ساختار نانولیپوزوم از طریق شبیه‌سازی دینامیک مولکولی دانه‌درشت ارزیابی شد. میانگین قطر نانولیپوزوم‌ها 9/6±6/73 نانومتر، بار سطحی آن‌ها 6/14- میلی‌ولت و میزان بارگذاری دارو 3/7±5/78 درصد به دست آمد. بارگذاری EGCG درون نانولیپوزوم باعث رهایش پیوسته و کامل دارو پس از 72 ساعت گردید و همچنین منجر به افزایش قدرت اثر و فعالیت دارو شد. نتایج مطالعات محاسباتی حاکی از قرارگیری دارو در نزدیک سطح لیپوزوم است. نتایج انرژی و تابع توزیع شعاعی نشان از پایداری لیپوزوم حاوی دارو است. همچنین اکثریت دارو در فاز لیپیدی توسط نانولیپوزوم احاطه‌شده که خود گویای درصد بالایی بارگذاری دارو در نانولیپوزوم و تأیید کارایی روش سنتز توسعه‌یافته است. طبق یافته‌های حاضر استفاده از حامل لیپوزومی برای حمل و رهایش EGCG راهکار مناسب جهت افزایش کارایی دارو است.

چکیده همه‌گیری کووید-19 یک بحران بهداشتی جهانی ایجاد کرده است و توسعه درمان‌های موثر برای جلوگیری از شیوع این بیماری و نجات جان میلیون‌ها نفر ضروری است. یکی از پروتئین‌های کلیدی درگیر در چرخه تکثیر SARS-CoV-2، ویروسی که باعث کووید-19 می‌شود، آنزیم پروتئاز اصلی، 3CL^pro است. این آنزیم به دلیل اهمیت بالایی که دارد، موضوع تحقیقات مولکولی، ساختاری و بالینی است و تلاش‌هایی برای تولید داروهایی که می‌توانند فعالیت آن را مهار کنند، صورت گرفته است. یکی از این داروها ترکیب شیمیایی N3 است که اثر مهاری بالایی در برابر 3CL^pro دارد. هرچند، از دیدگاه طب سنتی، کمتر به این موضوع پرداخته شده است. در این پژوهش، مطالعات شبیه‌سازی میان‌کنش مولکولی داکینگ و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی تمام اتم (MD)، برای بررسی قابلیت 21 ترکیب بالقوه گیاهی بر مهار آنزیم 3CL^pro صورت گرفت. سه ترکیب با بالاترین احتمال مهارکنندگی از نتایج داکینگ مولکولی انتخاب شدند و تحت ns100 شبیه‌سازی MD قرار گرفتند تا پایداری و ویژگی‌های ساختاری-دینامیکی-انرژی آن‌ها بررسی شود. علاوه بر پایداری کمپلکس‌ها، نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان داد که هر سه ترکیب انتخابی ما ویژگی‌های ساختاری-دینامیکی قابل مقایسه‌ با N3 را به 3CL^pro القا می‌کنند و بنابراین، انتظار می‌رود که توانایی مهارکنندگی مشابهی در برابر این آنزیم داشته باشند. ترکیب شماره 5 دارای مطلوب‌ترین انرژی اتصال بود و به عنوان بهترین جایگزین گیاهی برای N3 پیشنهاد شد. نتایج پژوهش ما می‌تواند به‌طور مستقیم برای طراحی مطالعات تجربی با هدف مهار آنزیم 3CL^pro مورد استفاده قرار گیرد و در نتیجه، هزینه زمانی-مالی چنین مطالعاتی را کاهش دهد.

چکیده ترکیبات فنولی در طبیعت همه جا وجود دارند و به دلیل خواص فیزیکوشیمیایی منحصر به فرد و کاربرد صنعتی گسترده آنها توجه تحقیقاتی زیادی را به خود جلب کرده اند. این ترکیبات فنولی یکی از پرشمارترین و فراگیرترین گروه­های متابولیت­های گیاهی را تشکیل می­دهند و دارای مزایای متعددی برای سلامت انسان هستند. با این حال، فراهمی زیستی کم پلی­فنول­ها چالش بزرگی در اثربخشی درمانی آن­ها است. نانوفناوری یک حوزه نوظهور علم است و مفاهیم نانوفناوری برای کاربردهای بالقوه در صنایع غذایی و زیست پزشکی مورد مطالعه قرار گرفته است. نانوذرات به دلیل اندازه و سایر خواص فیزیکوشیمیایی، ویژگی‌های خاص و عملکرد بهتری دارند. نانوفناوری زمینه امیدوارکننده‌ای است که می‌تواند چالش‌های ترکیبات فنولی را برطرف سازد و منجر به بهبود فراهمی زیستی و دارورسانی هدفمند و رهاسازی پایدار آنها گردد، در حالی که دوز داروی مورد نیاز را نیز کاهش می‌دهد. این بررسی با تکیه بر ترکیبات گیاهی، مروری دارد بر طبقه بندی شیمیایی، متابولیسم و فراهمی زیستی این ترکیبات و همچنین توضیح مختصری برای سامانه­های نانو تحویل آن­ها برای بهبود پتانسیل­شان در کاربردهای غذایی و زیست پزشکی ارائه می کند.

چکیده سرین پروتئاز NS3/4A ویروس هپاتیت C یک هدف دارویی مهم برای درمان بیماران مبتلا به ویروس هپاتیت C می­باشد. با این حال، جهش اسید آمینه­ های آن، به ویژهA156G ، معمولا منجر به ظهور سریع مقاومت دارویی می ­شود. داروهای بوسیپرویر، سیمپرویر و ونیپرویر از داروهای مورد تایید FDA، پروفایل­ های مقاومتی متمایز در برابر جهش A156G پروتئاز NS3/4A ویروس هپاتیت C از خود نشان می­ دهند. به منظور نشان دادن رفتار هر یک از این داروها در میانکنش با پروتئاز NS3/4A در حالت وحشی و جهش یافته­ ی A156G شبیه‌سازی دینامیک مولکولی و محاسبات انرژی آزاد اتصال بر روی هر یک از داروها در میانکنش با پروتئاز NS3/4A در هر دو حالت وحشی و جهش یافته انجام شد. محاسبات انرژی آزاد اتصال مبتنی بر مکانیک مولکولی مساحت سطح پواسون-بولتزمن نشان داد که تمایلات اتصال هر یک از داروها در میانکنش با پروتئاز NS3/4A در حالت وحشی تا حدود قابل توجهی بیشتر از میانکنش با پروتئاز در حالت جهش یافته­ی A156G می­ باشد. محاسبات چشم اندازهای انرژی آزاد (FEL) مشخص کرد که که در حضور هر یک از داروها در میانکنش با پروتئاز وحشی و جهش یافته حوضه ­های انرژی بیشتری در مقایسه با پروتئاز در حالت آزاد تشکیل می­ شود. امیدواریم داده­ های ما بتواند بینش‌های مفیدی را برای طراحی یک داروی بازدارنده کارآمد جدید برای درمان بیماران مبتلا به ویروس هپاتیت C ارائه دهد.