نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

بخش جانوران سمی و تهیه پادزهر، مؤسسه تحقیقات واکسن و سرم‌سازی رازی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (تات)، البرز، ایران

چکیده

پیشینه مطالعه و هدف: نانوذرات آلژینات بدلیل داشتن خواصی مانند زیست‌سازگاری، زیست‌تخریب پذیری، مخاط چسبی، غیر سمی بودن بطور گسترده‌ای در سیستم‌های جدید انتقال دارویی مورد استفاده قرار گرفته است. امروزه برای ایمنی‌زایی بر علیه سم مارها انواع مختلفی از ادجوانت‌ها مانند محلول‌ها، سوسپانسیون‌ها و امولسیون‌ها استفاده می‌شود. هدف از این مطالعه طراحی یک سیستم انتقال آنتی ژن جدید با استفاده از سم مار قفقازی (Agkistrodon halys) و نانوذرات آلژینات بود.
روش مطالعه: نانوذرات آلژینات به روش زوج یونی سنتز شد. از تکنیک‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، DLS و طیف‌سنجی‌ FT-IR برای بررسی شکل، اندازه، بار سطحی و ساختار نانوذرات حاوی سم مارافعی قفقازی استفاده شد. رفتار آزاد سازی سم و زنده‌مانی سلول‌های سرطانی کولون SW-480 تیمار شده با نانوذرات حاوی سم نیز مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج: نانوذرات دارای شکل کروی بودند و اتصال آلژینات و کلسیم کلرید بوسیله FT-IR تایید شد. بهینه اندازه نانوذرات آلژینات و نانوذرات آلژینات حاوی سم بترتیب 118و 169 نانومتر بود. فعالیت بیولوژیکی سم بعد از فرایند ساخت نانوذرات کاملاً حفظ شد. زنده‌مانی سلول‌های SW-480 تیمار شده با غلظت‌های بالای 20 میکرو‌گرم بر میلی‌لیتر نانوذرات حاوی سم نسبت به گروه کنترل دچار کاهش معناداری گردید (P<0.05).
نتیجه‌گیری: نتایج بدست آمده در این تحقیق نشان داد که نانوذرات آلژینات می‌تواند جایگزین مناسبی برای ادجوانت‌ها سنتی باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Synthesis of sodium alginate nanoparticles containing Agkistrodon halys snake venom and evaluation of biological activity and survival of colon cancer cells (SW-480)

نویسندگان [English]

  • Sahar Salmanzadeh Zehkesh
  • Naser Mohammadpour Donighi

Department of Venomous Animal, Razi Vaccine and Serum Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran

چکیده [English]

Introduction and Aim: Alginate nanoparticles have been used in novel drug delivery systems due to marvelous features including biocompatibility, biodegradable, mucoadhesive, and non-toxic. At present various types of adjuvants are used against snake venom, as a solution, suspension, or emulsion systems, which are used in different centers. The purpose of this study is to design a novel type of antigen delivery system as an adjuvant from alginate nanoparticles.
Methods: Alginate nanoparticles were prepared based on the ionic gelation process. The nanoparticles' particle size, morphology, zeta potential, in vitro release behavior, and structure of nanoparticles contained venom were analyzed by SEM, DLS, and FT-IR spectroscopy. Cell viability of SW-480 cells was measured using an MTT assay.
Results: The particles were spherical. The optimum particles size of alginate and venom-loaded nanoparticles were 118 and 169 nm, respectively. Viability significantly decreased in cells exposed to upper 20 µg/ml o (P<0.05).
Conclusion: Our results suggested that alginate nanoparticles, which were prepared in our study possibly, could be used as an alternative for traditional adjuvant systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alginate nanoparticles
  • the venom of Agkistrodon halys snake
  • Adjuvants
  • colon cancer cells (SW-480)
Adamian, M., Hekmat, A. and Hajebrahimi, Z. 2021. The impacts of simulated microgravity on the cell viability and claudin-1 and claudin-3 expression of mcf-7 breast cancer cells. Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran, 32(2): 105-114.
Ahmad, Z., Pandey, R., Sharma, S. and Khuller, G. 2006. Alginate nanoparticles as antituberculosis drug carriers: Formulation development, pharmacokinetics and therapeutic potential. Indian journal of chest diseases and allied sciences, 48(3): 171.
Bagre, A.P., Jain, K. and Jain, N.K. 2013. Alginate coated chitosan core shell nanoparticles for oral delivery of enoxaparin: In vitro and in vivo assessment. International journal of pharmaceutics, 456(1): 31-40.
Barbadilla Martín, M. 2017. Utilización de quitosano en sistemas gastrorretentivos.
Biswas, S., Chattopadhyay, M., Sen, K.K. and Saha, M.K. 2015. Development and characterization of alginate coated low molecular weight chitosan nanoparticles as new carriers for oral vaccine delivery in mice. Carbohydrate polymers, 121: 403-410.
Blandino, A., Macias, M. and Cantero, D. 1999. Formation of calcium alginate gel capsules: Influence of sodium alginate and cacl2 concentration on gelation kinetics. Journal of bioscience and bioengineering, 88(6): 686-689.
Bon, C. 1996. The serum-therapie was discovered 100 years ago. Toxicon, 2(34): 142-143.
Borges, O., Cordeiro-da-Silva, A., Tavares, J., Santarém, N., de Sousa, A., Borchard, G. and Junginger, H.E. 2008. Immune response by nasal delivery of hepatitis b surface antigen and codelivery of a cpg odn in alginate coated chitosan nanoparticles. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 69(2): 405-416.
Borumand, M.R. 2013. Preparation and characterization of sodium alginate nanoparticles containing icd-85 (venom derived peptides). International journal of innovation and applied studies, 4(3): 534-542.
Fletcher, J.E., Jiang, M.-S., Gong, Q.-H., Yudkowsky, M.L. and Wieland, S.J. 1991. Effects of a cardiotoxin from naja naja kaouthia venom on skeletal muscle: Involvement of calcium-induced calcium release, sodium ion currents and phospholipases a2 and c. Toxicon, 29(12): 1489-1500.
Freire-Maia, L., Campos, J. and Amaral, C. 1994. Approaches to the treatment of scorpion envenoming. Toxicon, 32(9): 1009-1014.
Mohammadpourdounighi, N., Behfar, A., Ezabadi, A., Zolfagharian, H. and Heydari, M. 2010. Preparation of chitosan nanoparticles containing naja naja oxiana snake venom. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 6(1): 137-143.
Nafian, F., Nafian, S. and Kamali Doust Azad, B. 2020. Regulatory and biosafety challenges for vaccines. Iranian Journal of Medical Microbiology, 14(1): 17-29.
poMohammadur Dounighi, N., Mehrabi, M., Avadi, M., Zolfagharian, H. and Rezayat, M. 2015. Preparation, characterization and stability investigation of chitosan nanoparticles loaded with the echis carinatus snake venom as a novel delivery system. Archives of Razi Institute, 70(4): 269-277.
Sarei, F., Dounighi, N.M., Zolfagharian, H., Khaki, P. and Bidhendi, S.M. 2013. Alginate nanoparticles as a promising adjuvant and vaccine delivery system. Indian Journal of Pharmaceutical Sciences, 75(4): 442.
Sonavane, G.S. and Devarajan, P.V. 2007. Preparation of alginate nanoparticles using eudragit e100 as a new complexing agent: Development, in-vitro, and in-vivo evaluation. Journal of biomedical nanotechnology, 3(2): 160-169.
Tokumitsu, H., Ichikawa, H. and Fukumori, Y. 1999. Chitosan-gadopentetic acid complex nanoparticles for gadolinium neutron-capture therapy of cancer: Preparation by novel emulsion-droplet coalescence technique and characterization. Pharmaceutical research, 16(12): 1830-1835.
Van der Lubben, I., Verhoef, J., Borchard, G. and Junginger, H. 2001. Chitosan for mucosal vaccination. Advanced drug delivery reviews, 52(2): 139-144.
Vila, A., Sánchez, A., Janes, K., Behrens, I., Kissel, T., Jato, J.L.V. and Alonso, M.J. 2004. Low molecular weight chitosan nanoparticles as new carriers for nasal vaccine delivery in mice. European Journal of pharmaceutics and biopharmaceutics, 57(1): 123-131.
Wang, R., Cai, J., Huang, Y., Xu, D., Sang, H. and Yan, G. 2009. Novel recombinant fibrinogenase of agkistrodon acutus venom protects against lps-induced dic. Thrombosis research, 123(6): 919-924.