دوره 14، شماره 2 - ( اردیبهشت 1399 )
جلد 14 شماره 2 صفحات 23-13 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Abdossalami E, Neamati A, Ardalan T. Investigation of Anti-Angiogenesis Properties of Cerium Oxide Nanoparticles Synthesized by Green Method from Persicaria bistorta Plant. Qom Univ Med Sci J 2020; 14 (2) :13-23
URL: http://journal.muq.ac.ir/article-1-2721-fa.html
URL: http://journal.muq.ac.ir/article-1-2721-fa.html
عبدالسلامی احسان، نعمتی علی، اردلان توران. بررسی خواص ضد رگزایی نانوذرات اکسید سریم سنتز شده به روش سبز از گیاه انجبار (Persicaria bistorta). مجله دانشگاه علوم پزشکی قم. 1399; 14 (2) :13-23
احسان عبدالسلامی1 
، علی نعمتی* 2، توران اردلان1
، علی نعمتی* 2، توران اردلان1
1- دانشگاه آزاد اسلامی مشهد
2- دانشگاه آزاد اسلامی مشهد ،neamati.ali@gmail.com
2- دانشگاه آزاد اسلامی مشهد ،
متن کامل [PDF 783 kb]
(1062 دریافت)
| چکیده (HTML) (3608 مشاهده)
متن کامل: (1810 مشاهده)
مقدمه
نانوذره اکسید سریم با فرمول شیمیایی CeO2 و جرم مولی 115/172 گرم بر مول در سال‌های اخیر توجه بسیاری را به خود جلب نموده است. این توجه به دلیل ویژگی‌های بی‌همتای فیزیکی و شیمیایی می‌باشد که با مواد بالک تفاوت دارد. نانوذره اکسید سریم به صورت گسترده در زمینه‌های مختلفی همچون کاتالیز، سنسورهای گازی، سلول‌های سوختی، مواد ذخیره هیدروژن، دستگاه‌های اپتیکی، مواد جاذب ماوراء بنفش، مواد صیقل‌دهنده و بسیاری از زمینه‌های علم زیست پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. بیان شده است که نانوذرات سریم در مقابله با استرس اکسیداتیو مؤثر هستند و نقش آنتی‌اکسیدانتی دارند (1). نانوذرات اکسید سریم (نانوسریا) شکل اکسید شده عنصر کمیاب سریم هستند که به دلیل تغییرات جای خالی اکسیژن سطحی و آرایش ظرفیتی قادر به تقلید فعالیت سوپراکسید دیسموتاز و کاتالاز می‌باشند؛ بنابراین این نانوذرات می‌توانند به عنوان جاروب‌کننده‌های گونه‌های اکسیژن واکنش‌پذیر
(ROS: Reactive Oxygen Species) در بسیاری از زمینه‌های بیولوژیک عمل کنند (2).
اکسید سریم نانوساختار، یک اکسید نادر است که به دلیل کاربردهای متنوع آن همچون کاتالیزورهای اگزوز خودرو، هادی‌های اکسید یون در سلول‌های سوخت جامد اکسید، مواد الکترود برای سنسورهای گاز، جاذب‌های فرابنفش و مواد شیشه‌ای مورد توجه می‌باشد. با این وجود، نانوذرات دارای لومینسانس کم یا ضعیف هستند؛ بنابراین استفاده از آنها در دستگاه‌های لامپ فلورسنت با عملکرد بالا در مناطق زیست پزشکی محدود است. نانوذرات اکسید سریم را می‌توان با استفاده از روش‌های مبتنی بر محلول از جمله ترکیب سدیم، هیدروترمال، فرایند میکروامولسیون، روش‌های سل- ژل، واکنش احتراق و غیره سنتز نمود. به دست آوردن مورفولوژی‌های کنترل شده و کارایی لومینسانس افزایش‌یافته نانوذرات برای کاربرد بالقوه انرژی و محیط زیست بسیار ضروری است. علاوه‌براین، مرز جدیدی برای ذرات نانوسریا در تحقیقات زیست پزشکی در نظر گرفته شده است که شامل: سمیت کم، رتینوپاتی، بیوسنسورها و جنبه‌های درمان سرطان می‌باشد (3).
واژه رگزایی به معنای ایجاد مویرگ‌های جدید از عـروق موجود است. می‌توان رگزایی را یک فراینـد ضروری در فیزیولوژی بدن دانست که به واسطه تعادل بین فاکتورهـای القاکننده و مهارکننده رگزایی تنظیم می‌گردد و در صورتی که این تعادل از بین برود، زمینه برای بروز برخی بیماری‌ها از جمله رشد و متاسـتاز تومـور فـراهم مـی‌شـود (4). ایـن فرایند نیازمند تکثیر فعال سلول‌های اندوتلیال است. به این صورت که تشکیل رگ‌های فعال مستلزم بـرهمکنش‌هـای هماهنگ بین سلول‌های اندوتلیال، ماتریکس خارج سـلولی و سلول‌های احاطه‌کننده آنها می‌باشد (5).
مهم‌ترین محرک‌های فیزیولـوژیکی رگ‌زایـی ایسـکمی بافتی، هیپوکسی و التهاب هستند و علاوه بـر آن برخـی از فـاکتورهـای اختصاصی از قبیل فاکتور رشد رگی، سایتوکاین‌هـای التهابـی، مـولکول‌های چسباننـده و نیتریـک اکساید، رگ‌زایـی را تحریک و یا مهار می‌کنند.
متاستاز نقش ویژه‌ای در گسترش سرطان‌هـایی دارد کـه منجر به مرگ می‌شوند. طی فرایند متاسـتاز، سـلول‌هـای سرطانی از طریق عروق خونی مهاجرت نموده و بـه سـایر بافت‌ها وارد مـی‌شـوند و در نهایـت منجر به درگیـر شـدن بافت‌های سالم بدن می‌گردند (4،5). Folkman (1971) خاطرنشـان کـرده است کـه "تومورهـا هرگز فراتر از اندازه مشخصی رشد نمی‌کنند؛ مگـر ایـنکـه عروق آنها افزایش یابد". وی همچنین نظریه‌ای را مطرح کرد مبنی بر اینکه تومورها دارای رگ‌های خـونی جدیدی هستند که فاکتوری قابل انتشار را به نـوعی بـه کـار می‌گیرند. این پژوهشگر از این فاکتورهـا بـه عنـوان فـاکتور آنژیـوژنزی تومور یاد نموده و اظهار داشته است که به لحـاظ تئـوری، اگـر بتـوان رگزایی را مهـار نمـود، تومورهـا در انـدازه کوچک بـاقی می‌مانند و آسیب‌رسـان نخواهنـد شـد؛ از ایـن رو مطابق با نظریه فولکمن، مهار رگزایی و متعاقـب آن مهـار متاستاز سلول‌ها روش مناسبی برای مقابله با سرطان اسـت و شناخت عوامل درگیر در رگزایی طبیعی و یا غیر طبیعی بسیار مهم و حیاتی می‌باشد (6).
امروزه به دلیل خواص و ویژگی‌های جدیدی که مواد با ابعاد نانو از خود نشان می‌دهند، تمایل به تهیه موادی با ابعاد نانومتری و استفاده از آنها در حال افزایش است.
در سنتز نانوذرات به روش‌های شیمیایی از مواد شیمیایی خطرناک و سمی استفاده شده و آسیب‌های زیست محیطی حاصل از آنها، نگرانی‌های زیادی را ایجاد کرده است. با توجه به معایب روش‌های شیمیایی، امروزه گیاهان و محصولات کشاورزی به عنوان منابع تجدیدپذیر و ارزان در جهت تهیه نانومواد زیستی مورد توجه خاصی قرار گرفته‌اند. به طور کلی، ویژگی‌های مربوط به نسبت بین سطح و حجم ماده در مقیاس نانومتری، تغییرات چشمگیری را از خود نشان می‌دهند؛ بنابراین می‌توانند در تولید نانوداروهایی با عملکرد و بازده بهتر مورد استفاده قرار بگیرند. نانوفناوری زیستی یکی از امیدوارکننده‌ترین حوزه‌های علم و فناوری نانو در عصر جدید است. این فناوری در حوزه‌های گوناگون علم از جمله شیمی، زیست‌شناسی و داروسازی در حال ظهور می‌باشد.
واسکولوژنز
در ابتدایی‌ترین مراحل جنینی، جنین در فقـدان عـروق، توسعه و مواد غذایی را از طریق انتشـار دریافـت مـی‌کنـد. سپس در یک روند مـنظم و پـی در پـی، جنـین بـه سـرعت تبدیل به موجودی با عروق بسیار می‌شود. سازماندهی اولیه سلول‌های اندوتلیال کـه منجـر بـه ایجـاد عـروق مـی‌گـردد، واسکولوژنژ خوانده شده و پیش از آن هـیچ سیسـتم عروقـی دیگری وجود ندارد (7)؛ بنابراین هنگامی که بافت جدیـدی تشـکیل مـی‌شـود، عـروق خونی نیز می‌بایست توأم با آن به وجود آیند. واسـکولوژنز بـا تمایز سلول‌های مزودرمی به همانژیوبلاست‌ها که پیش‌ساز سلول‌های هماتوپونتیک و سلول‌های اندوتلیال هستند، آغاز می‌گردد (8).
با تمایز بیشتر، همانژیوبلاست‌ها به آنژیوبلاسـت تبـدیل شده و با تجمع آنژیوبلاست‌ها، جزایر خـونی اولیـه تشـکیل می‌شوند. سپس این جزایر خونی با یکدیگر ادغام شـده و شـبکه اولیه عروقی که شامل مویرگ‌های نازک تشکیل شده توسط سلول‌های اندوتلیال است، پدیدار می‌شـود. واسـکولوژنز بـا تشکیل شبکه عروقی اولیه و تغییر شکل آن در حین فراینـد رگزایی ادامه می‌یابد (8،9).
رگزایی (آنژیوژنز)
رگزایی به ایجاد عروق جدید از عـروق موجـود اطلاق شده و به دو شکل جوانه زدن و غیـر جوانـه زدن اتفـاق می‌افتد.
روش جوانه زنی به عنوان مکانیسم اصلی رگ‌زایـی طـی مراحـل تکـوین طبیعی و سرطان‌هـا محسوب می‌گردد (10). جوانه زدن به شاخه‌دار شدن و بیرون‌زدگی یک مویرگ جدید از مویرگ قبلی اشاره دارد و تکثیـر بـیش از حد سـلول‌هـای آنـدوتلیال، لازمـه ایـن رخـداد اسـت (11). برعکس این روش، در مدل دوم دو نیمـه‌شـدن رگ و تبدیل یک مویرگ به دو مویرگ اتفاق می‌افتد. در ایـن روش نیاز کمتری به تکثیر سلول آندوتلیال بوده و در مقایسه با جوانه زدن کاراتر می‌باشد (12).
رگزایی طبیعی وابسته به هماهنگی چندین فرایند مستقل است. برای تشکیل عروق خونی جدید، ابتدا سلول‌های مورال از شاخه رگ موجود حرکت می‌کنند. بی‌ثبات شدن عروق توسط آنژیوپویتین-2، سلول‌های اندوتلیال را از یک وضعیت پایدار بدون رشد به یک فنوتیپ تکثیری تغییر می‌دهد. پس از آن VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) سبب افزایش نفوذپذیری عروق شده و در این مرحله پروتئازها و ترکیبات ماتریکس از جدار رگ نشت یافته و سلول‌های اندوتلیال شروع به تکثیر می‌کنند. به دنبال تکثیر، مهاجرت سلول‌های اندوتلیال اتفاق می‌افتد. سپس ساختارهای لوله مانند تشکیل شده و خون می‌تواند جریان یابد. سپس، سلول‌های مزانشیال تکثیر پیدا نموده و در طول عروق جدید مهاجرت می‌کنند و پس از آن به سلول‌های پریسیت بالغ تمایز می‌یابند. تقویت بر‌هم‌کنش‌های سلول- سلول و ساخت دقیق ماتریکس جدید موجب پایداری رگ جدید می‌شود (13).
آرتریوژنز
فرایند دیگری نیز در خصوص رگزایی به نام آرتریوژنز وجود دارد. آرتریـوژنز بـه معنـای بـزرگ شـدگی رگ‌ها هم از نظر قطـر و هـم از نظر ضخامت دیـواره عروقی است (13،14). آرتریوژنز عمدتاً در آرتریـول‌هـای بزرگ و آرتریت‌های کوچک صورت مـی‌گیـرد. آرتریـوژنز مستلزم تکثیر سلول‌های عضله صاف و سلول‌های آندوتلیال است. مهم‌ترین محرک‌هـای درگیـر در فراینـد آرتریـوژنز، محرک همودینامیکی شیر استرس (فشار تنشـی) می‌باشد (14،15).
نقش رگزایی در تومور و متاستاز
سلول‌های تومور جمعیتی از سلول‌هـای میزبـان هسـتند که توانایی تنظیم تکثیر خود را از دست داده‌انـد؛ بنـابراین به مقدار نامحدود تکثیر می‌شوند. بافت توموری مـی‌توانـد مواد تغذیـه‌ای و اکسـیژن کـافی را از طریـق انتشـار سـاده تا محدوده 2 تا 9 میلی‌متر جذب نماید و از این نقطـه بـه بعد نیازمند ایجاد رگ‌های تغذیه‌کننده جدید مـی‌باشـد. طی فرایندی که بسیار به رگزایی نرمال شباهت دارد، یـک تومور می‌تواند تشکیل رگ‌های جدید را از شبکه مـویرگی موجود القا کند (16،17).
انجبار
انجبار گیـاهی از خـانواده Polygonaceae با نــام علمیPolygonum bistorta است. خواص ریشه آن بسیار شبیه خواص دارویی ریشه گونهPolygonum bistorta می‌باشد (18). این گیـاه چنـد ساله بوده و بلنـدی آن کمی کمـتر از 1 مـتر می‌باشد؛ در برخی نقـاط بسیار کوتـاه بوده و حدود 20 سـانتی‌متر می‌شود. یکی از مشـخصات بـارز گیـاه، سـاقه زیرزمینی ضـخیم آن است که اسـتوانه‌ای و به هم چسبیـده بوده و اطراف سـطح خـارجی آن را ریشک‌های فراوانی که از نظر دارویی مصـرف دارنـد، پوشـانده است. از این سـاقه زیرزمینی تعـدادی برگ و ساقه گل‌دهنـده بـدون شاخه بیرون می‌آیـد. برگ‌هـای این گیاه طویل، بیضـی، نوک تیز و به رنـگ سبز روشن شـفاف بوده و رنگ زیر برگ سبز غباری است که با دمبرگ درازی به ساقه زیرزمینی متصل می‌شود. برگ‌های قسمت بالای گیاه بدون دمبرگ بوده و گل‌های آن قرمز (به نـدرت سـفید) به طـور مجتمـع در انتهـای شـاخه گل‌دهنـده ظـاهر می‌شوند. انجبار از گیاهـانی است که به واسـطه گل‌هـای زیبـایش در گلکاری‌ها کاشته می‌شود. این گیـاه بومی اروپـا بوده و در انگلسـتان در مرغزارهای مرطوب می‌رویـد و در آسـیا نیز انتشار دارد. در ایران در مناطق غرب کشور در تخت سـلیمان، همدان، ارتفاعات کوهسـتان الوند و نیز ارتفاعات کوه سهند در آذربایجان مشاهده می‌شود. تکثیر این گیاه از طریق تقسیم بوته آن صورت می‌گیرد (18).
از نظر ترکیبات شـیمیایی در ریزوم خشک و ریشه گیاه، مقـدار قابل ملاحظـه‌ای (حدود 20 درصد) انواع تانن، (حدود 30 درصد)
نشاسته، کمی قند، اسید گالیک و یک ماده رنگی قرمز به نام قرمز انجبار وجود دارد. در چین از ریشه گیاه به عنوان بندآورنـده خون، ضد تب، مدر و ملین اسـتفاده می‌شود. در فرانسه نیز در مـوارد بواســیر برای قطـع خـونریزی بـه کـار می‌رود. همچنین در انگلسـتان از ریشه آن به عنوان قابض و تونیک اسـتفاده می‌شود. در هند نیز از جوشانـده ریشه برای رفـع التهـاب مزمن و سوزاکی مجرای ادرار و رفع ترشـحات سفیـد مهبل اسـتفاده می‌شـود. از این گیاه به صورت غرغره برای التیـام زخم، ناراحتی‌هـای حلق و نیز سـفت کردن لثه‌هـای نرم بهره گرفته می‌شود. برای قطع اسهال نیز به کار می‌رود. انجبـار از نظر طـبیعت (طبـق نظر حکمـای طب سـنتی) سـرد و خشـک بوده و در ارتباط با خـواص آن، این اعتقاد وجود دارد که در بنـد آوردن خون‌روی و خونریزی در هر عضو به ویژه سینه، ریه و بواسیر بسیار مؤثر است. همچنین در جلوگیری از اسهال خونی نافع می‌باشد (18).
انجبار به علت تـانن زیـادی که دارد مقوی اعضا و روده‌ها بوده و برای تسـکین التهاب صـفرا و خون و همچنین بهبود سل و رفع ضعف اشـتها استفاده می‌شود. انجبار برای قطع خون در ادرار بسـیار مؤثر بوده و در اسـتعمال خارجی برای قطع خونریزی و گوشت آوردن زخم‌ها بسـیار مفید می‌باشد. باید خاطرنشان ساخت که این گیاه برای سرد مزاجان مضر بوده و باید همراه با زنجبیل استفاده شود. معمولاً از ساقه زیرزمینی با ریشک‌های اطراف آن و همچنین از پوست سـاقه زیرزمینی و عصـاره آن اسـتفاده می‌شود. رنـگ قسـمت داخـل ریشه و سـاقه زیرزمینی قرمز بوده و دمکرده آن مایع قرمزرنگ می‌شود (18).
در این روش ابتدا پودر گیاه انجبار تهیه گردید و سپس با 100 میلی‌لیتر آب مقطر ترکیب شد و به مدت یک ساعت روی هات پلیت استیرر قرار گرفت. سپس از کاغذ صافی عبور داده شد و نیترات سریم به محلول حاصل اضافه گردید و سه ساعت روی هات پلیت استیرر قرار گرفت. رسوب شیری رنگ تشکیل شده همان نانوذرات اکسید سریم می‌باشد. با افزایش یا کاهش دما و همچنین تغییر PH می‌توان اندازه نانوذرات را تنظیم کرد.
پس از تیمار، پنجره تخم مرغ‌ها بسته شد و آنها به دستگاه بازگردانده شدند. در روز دوازدهم پس از انکوباسیون، نمونه‌ها از دستگاه خارج شدند و پس از برداشتن پنجره‌ها از تمامی آنها، تصاویر به کمک فتو استریو میکروسکوپ تحقیقاتی با درشت‌نماییX 40 تهیه شدند (19).
در کلیه مراحل آزمایش، معیارهای اخلاقی پژوهش رعایت گردیده است. این مقاله دارای کد اخلاق به شماره IR.IAU.MSHD.REC. 1398.059 از کمیته اخلاق دانشگاه آزاد اسلامی مشهد می‌باشد.
مقایسه نتایج بین گروه‌های مختلف با استفاده از نرم‌افزار SPSS انجام شد و (05/0P≤) به عنوان سطح معناداری در نظر گرفته شد.
تصاویر مربوط به پرده کوریو آلانتوئیک با استفاده از نرم‌افزار Image J بررسی گردید. در غلظت 125 میکروگرم بر میلی‌لیتر، کاهش معناداری (05/0P<) در درصد تشکیل عروق در مقایسه با نمونه کنترل مشاهده شد (نمودار 1). همچنین در غلظت 250 میکروگرم بر میلی‌لیتر از نانوذرات اکسید سریم، کاهش معناداری (01/0P<) در درصد تشکیل عروق در مقایسه با نمونه کنترل وجود داشت. در غلظت 500 میکروگرم بر میلی‌لیتر نیز در مقایسه با نمونه کنترل، کاهش بسیار معناداری (001/0P<) مشاهده گردید (نمودار 1).
در غلظت 250 میکروگرم بر میلی‌لیتر از نانوذرات اکسید سریم نیز کاهش بسیار معناداری (001/0P<) در اندازه طول عروق در مقایسه با نمونه کنترل وجود داشت. همچنین در غلظت 500 میکروگرم بر میلی‌لیتر در مقایسه با نمونه کنترل، کاهش بسیار معناداری (001/0P<) مشاهده گردید (نمودار 2).
بررسی مورفولوژی پرده کوریو آلانتوئیک جنین جوجه 12 روز پس از تیمار با نانوذرات اکسید سریم
تصاویر توسط استریو میکروسکوپ با بزرگنمایی 40 تهیه شدند.
نمونه شاهد (Control) در مقایسه با شاهد آزمایشگاهی (Lab Control)، در شاهد آزمایشگاهی علاوه بر ایجاد پنجره جانبی از آب مقطر به جای نانوذرات استفاده شد. در غلظت‌های بالا، تعداد و طول عروق کاهش محسوسی را نشان داد (تصویر 1).
بحث
امروزه افزایش مقاومت سرطانها نسبت به درمان‌های رایج مشکل‌ساز شده است. مقاومت سلول‌های سرطانی نسبت به داروهای شیمیایی منجر به کاهش سطح پاسخ این سلول‌ها نسبت به دارو و در نتیجه شکست اقدامات درمانی می‌شود؛ بنابراین، تحقیق و توسعه داروهای مؤثرتر و یا دارای اثرات جانبی کمتر از اهمیت بسیاری برخوردار است (20).
عادی شدن فرایند رگزایی تحت تأثیر عوامل مهارکننده VEGF روشی برای افزایش اثرات ضد توموری در شیمی‌درمانی می‌باشد؛اما به دلیل آنکه وابسته به غلظت و زمان است، برای استفاده بالینی با مشکلاتی مواجه می‌باشد. درمان‌های رشد عروق و ضد انعقادی، فرصت جدیدی برای اثبات تأثیر درمان‌های ضد سرطانی هستند. آگاهی بیشتر نسبت به مفهوم توسعه عروق، عوامل ضد انعقاد و تأثیر آنها بر جلوگیری از سرطان در آینده باعث جلب توجه محققان به این حوزه خواهد شد. با این وجود، چالش‌ها و موانع در این مسیر برای استفاده کامل از فرایندها در بیماران مبتلا به سرطان می‌بایست مورد توجه قرار گیرد (21).
شیمی‌درمانی به همراه داروهای ضد
VEGFR (vascular endothelial growth factor receptor) (مانند Ramucirumab و Apatinib) در مدیریت سرطان معده به روشنی اثبات شده است (22).
برای سالیان دراز روش‌های ضد رگزایی با استفاده از آنتی‌بادی‌های مونوکلونال یک روش مؤثر در سرکوب پیشرفت تومور و متاستاز به همراه شیمی‌درمانی بوده و به ویژه Bevacizumab پرفروش‌ترین محصول در میان محصولات سرطانی در سال 2016 بوده است. انقضای Bevacizumab موجب توسعه انواع مشابه و آنتی‌بادی‌های آنژیوژنیک گردیده که شامل آنتی‌بادی‌هایی می‌شود که عامل VEGF را هدف قرار می‌دهند. آنتی‌بادی‌هایی که دارای جایگاه اختصاصی هستند نیز همراه Bevacizumab استفاده می‌شوند. برای بهبود مستمر حیات بیماران و کیفیت زندگی آنها، نسل بعدی آنتی‌بادی‌های درمانی می‌بایست به نیازهای درمانی از نظر تنوع تأثیر و مقاومت دارویی پاسخ دهد (23).
در این راستا در پژوهشی که توسط Das و همکاران انجام شد، بیان گردید که
CNPs (Cyclic Nucleotide Phosphodiesterase) باعث ایجاد رگزایی می‌شود و این فعالیت به شدت وابسته به حالات واکنش سطح می‌باشد. به طور خاص، CNP کاهش یافته منجر به تکثیر سلول‌های اندوتلیال و تشکیل لوله در کشت سلولی in vitro و انشعاب عروقی in vivo می‌شود. علاوه‌براین، CNPs باعث تثبیت HIF-1α (Hypoxia-inducible factor 1-alpha) در سلول‌های اندوتلیال شده و تنظیم ژن را تغییر می‌دهد که این امر موجب آنژیوژنز می‌شود. نسبت Ce3+/Ce4+ و اندازه ذرات، کلیدی برای آنژیوژنز بوده و CNPs قادر به انجام فعالیت کاتالیزوری به عنوان مدولاتور اکسیژن از طریق ارائه مسیرهای آسان برای آزادسازی و تجدید اکسیژن داخل سلولی می‌باشد (24).
همچنین در مطالعه‌ای که Giri و همکاران انجام دادند، بیان نمودند که نانو سریا (NCe) به طور قابل ملاحظه‌ای بـاعـث مهـــار تــولـیـــد گــونـــه‌هــای اکـسـیـــژن واکـنـشـــی
(ROS: Reactive Oxygen Species) در سلول‌های A2780، کاهش فاکتورهای رشد (stromal derived factor-1 =SDF1، heparin-binding epidermal growth factor =HB-EGF، VEGF165 vascular endothelial growth factor=و hepatocyte growth factor= HGF) و نیز کاهش مهاجرت سلولی و تهاجم سلول‌های SKOV3 بدون تأثیر بر تکثیر سلول‌ها شده است.
از سوی دیگر، درمان NCE مانع تکثیر القا شده توسط VEGF165، تشکیل لوله‌های مویرگی و فعال‌سازی VEGFR2 و MMP2 (Matrix Metallopeptidase 2) در سلول‌های اندوتلیال عروقی انسانی
(HUVEC: Human umbilical vein endothelial cells) می‌شود (25).
در مطالعه انجام شده توسط صفوی و همکاران نیز مشخص شد که نــانوذرات اکسید روی تهیه شده به روش سبز از عصاره آبی ریشه گیاه انجـــبار می‌تواند به طور معنــــاداری میزان رگزایی بر پرده کوریو آلانتوئیک تخم مرغ را تحت تأثیر قرار داده و این روند را کاهش دهد. به نظر می‌رسد نانوذرات اکسید روی و اکسید سریم عملکرد مشابهی در رابطه با رگزایی دارند (26).
نتیجه‌گیری
بر اساس نتایج این مطالعه نانوذرات اکسید سریم سنتز شده به روش سبز از گیاه انجبار قادر است با کاهش فرایند رگزایی در درمان برخی از بیماری‌های مرتبط با آنژیوژنز از جمله سرطان مؤثر واقع شود.
تشکر و قدردانی
بدین‌وسیله نویسندگان مراتب تشکر خود را از کارکنان گروه زیست‌شناسی دانشکده علوم دانشگاه آزاد اسلامی مشهد که در راستای انجام این مطالعه همکاری نمودند، اعلام می‌نمایند.
تعارض منافع
نویسندگان هیچ‌گونه تعارض منافعی با یکدیگر ندارند.
نانوذره اکسید سریم با فرمول شیمیایی CeO2 و جرم مولی 115/172 گرم بر مول در سال‌های اخیر توجه بسیاری را به خود جلب نموده است. این توجه به دلیل ویژگی‌های بی‌همتای فیزیکی و شیمیایی می‌باشد که با مواد بالک تفاوت دارد. نانوذره اکسید سریم به صورت گسترده در زمینه‌های مختلفی همچون کاتالیز، سنسورهای گازی، سلول‌های سوختی، مواد ذخیره هیدروژن، دستگاه‌های اپتیکی، مواد جاذب ماوراء بنفش، مواد صیقل‌دهنده و بسیاری از زمینه‌های علم زیست پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. بیان شده است که نانوذرات سریم در مقابله با استرس اکسیداتیو مؤثر هستند و نقش آنتی‌اکسیدانتی دارند (1). نانوذرات اکسید سریم (نانوسریا) شکل اکسید شده عنصر کمیاب سریم هستند که به دلیل تغییرات جای خالی اکسیژن سطحی و آرایش ظرفیتی قادر به تقلید فعالیت سوپراکسید دیسموتاز و کاتالاز می‌باشند؛ بنابراین این نانوذرات می‌توانند به عنوان جاروب‌کننده‌های گونه‌های اکسیژن واکنش‌پذیر
(ROS: Reactive Oxygen Species) در بسیاری از زمینه‌های بیولوژیک عمل کنند (2).
اکسید سریم نانوساختار، یک اکسید نادر است که به دلیل کاربردهای متنوع آن همچون کاتالیزورهای اگزوز خودرو، هادی‌های اکسید یون در سلول‌های سوخت جامد اکسید، مواد الکترود برای سنسورهای گاز، جاذب‌های فرابنفش و مواد شیشه‌ای مورد توجه می‌باشد. با این وجود، نانوذرات دارای لومینسانس کم یا ضعیف هستند؛ بنابراین استفاده از آنها در دستگاه‌های لامپ فلورسنت با عملکرد بالا در مناطق زیست پزشکی محدود است. نانوذرات اکسید سریم را می‌توان با استفاده از روش‌های مبتنی بر محلول از جمله ترکیب سدیم، هیدروترمال، فرایند میکروامولسیون، روش‌های سل- ژل، واکنش احتراق و غیره سنتز نمود. به دست آوردن مورفولوژی‌های کنترل شده و کارایی لومینسانس افزایش‌یافته نانوذرات برای کاربرد بالقوه انرژی و محیط زیست بسیار ضروری است. علاوه‌براین، مرز جدیدی برای ذرات نانوسریا در تحقیقات زیست پزشکی در نظر گرفته شده است که شامل: سمیت کم، رتینوپاتی، بیوسنسورها و جنبه‌های درمان سرطان می‌باشد (3).
واژه رگزایی به معنای ایجاد مویرگ‌های جدید از عـروق موجود است. می‌توان رگزایی را یک فراینـد ضروری در فیزیولوژی بدن دانست که به واسطه تعادل بین فاکتورهـای القاکننده و مهارکننده رگزایی تنظیم می‌گردد و در صورتی که این تعادل از بین برود، زمینه برای بروز برخی بیماری‌ها از جمله رشد و متاسـتاز تومـور فـراهم مـی‌شـود (4). ایـن فرایند نیازمند تکثیر فعال سلول‌های اندوتلیال است. به این صورت که تشکیل رگ‌های فعال مستلزم بـرهمکنش‌هـای هماهنگ بین سلول‌های اندوتلیال، ماتریکس خارج سـلولی و سلول‌های احاطه‌کننده آنها می‌باشد (5).
مهم‌ترین محرک‌های فیزیولـوژیکی رگ‌زایـی ایسـکمی بافتی، هیپوکسی و التهاب هستند و علاوه بـر آن برخـی از فـاکتورهـای اختصاصی از قبیل فاکتور رشد رگی، سایتوکاین‌هـای التهابـی، مـولکول‌های چسباننـده و نیتریـک اکساید، رگ‌زایـی را تحریک و یا مهار می‌کنند.
متاستاز نقش ویژه‌ای در گسترش سرطان‌هـایی دارد کـه منجر به مرگ می‌شوند. طی فرایند متاسـتاز، سـلول‌هـای سرطانی از طریق عروق خونی مهاجرت نموده و بـه سـایر بافت‌ها وارد مـی‌شـوند و در نهایـت منجر به درگیـر شـدن بافت‌های سالم بدن می‌گردند (4،5). Folkman (1971) خاطرنشـان کـرده است کـه "تومورهـا هرگز فراتر از اندازه مشخصی رشد نمی‌کنند؛ مگـر ایـنکـه عروق آنها افزایش یابد". وی همچنین نظریه‌ای را مطرح کرد مبنی بر اینکه تومورها دارای رگ‌های خـونی جدیدی هستند که فاکتوری قابل انتشار را به نـوعی بـه کـار می‌گیرند. این پژوهشگر از این فاکتورهـا بـه عنـوان فـاکتور آنژیـوژنزی تومور یاد نموده و اظهار داشته است که به لحـاظ تئـوری، اگـر بتـوان رگزایی را مهـار نمـود، تومورهـا در انـدازه کوچک بـاقی می‌مانند و آسیب‌رسـان نخواهنـد شـد؛ از ایـن رو مطابق با نظریه فولکمن، مهار رگزایی و متعاقـب آن مهـار متاستاز سلول‌ها روش مناسبی برای مقابله با سرطان اسـت و شناخت عوامل درگیر در رگزایی طبیعی و یا غیر طبیعی بسیار مهم و حیاتی می‌باشد (6).
امروزه به دلیل خواص و ویژگی‌های جدیدی که مواد با ابعاد نانو از خود نشان می‌دهند، تمایل به تهیه موادی با ابعاد نانومتری و استفاده از آنها در حال افزایش است.
در سنتز نانوذرات به روش‌های شیمیایی از مواد شیمیایی خطرناک و سمی استفاده شده و آسیب‌های زیست محیطی حاصل از آنها، نگرانی‌های زیادی را ایجاد کرده است. با توجه به معایب روش‌های شیمیایی، امروزه گیاهان و محصولات کشاورزی به عنوان منابع تجدیدپذیر و ارزان در جهت تهیه نانومواد زیستی مورد توجه خاصی قرار گرفته‌اند. به طور کلی، ویژگی‌های مربوط به نسبت بین سطح و حجم ماده در مقیاس نانومتری، تغییرات چشمگیری را از خود نشان می‌دهند؛ بنابراین می‌توانند در تولید نانوداروهایی با عملکرد و بازده بهتر مورد استفاده قرار بگیرند. نانوفناوری زیستی یکی از امیدوارکننده‌ترین حوزه‌های علم و فناوری نانو در عصر جدید است. این فناوری در حوزه‌های گوناگون علم از جمله شیمی، زیست‌شناسی و داروسازی در حال ظهور می‌باشد.
واسکولوژنز
در ابتدایی‌ترین مراحل جنینی، جنین در فقـدان عـروق، توسعه و مواد غذایی را از طریق انتشـار دریافـت مـی‌کنـد. سپس در یک روند مـنظم و پـی در پـی، جنـین بـه سـرعت تبدیل به موجودی با عروق بسیار می‌شود. سازماندهی اولیه سلول‌های اندوتلیال کـه منجـر بـه ایجـاد عـروق مـی‌گـردد، واسکولوژنژ خوانده شده و پیش از آن هـیچ سیسـتم عروقـی دیگری وجود ندارد (7)؛ بنابراین هنگامی که بافت جدیـدی تشـکیل مـی‌شـود، عـروق خونی نیز می‌بایست توأم با آن به وجود آیند. واسـکولوژنز بـا تمایز سلول‌های مزودرمی به همانژیوبلاست‌ها که پیش‌ساز سلول‌های هماتوپونتیک و سلول‌های اندوتلیال هستند، آغاز می‌گردد (8).
با تمایز بیشتر، همانژیوبلاست‌ها به آنژیوبلاسـت تبـدیل شده و با تجمع آنژیوبلاست‌ها، جزایر خـونی اولیـه تشـکیل می‌شوند. سپس این جزایر خونی با یکدیگر ادغام شـده و شـبکه اولیه عروقی که شامل مویرگ‌های نازک تشکیل شده توسط سلول‌های اندوتلیال است، پدیدار می‌شـود. واسـکولوژنز بـا تشکیل شبکه عروقی اولیه و تغییر شکل آن در حین فراینـد رگزایی ادامه می‌یابد (8،9).
رگزایی (آنژیوژنز)
رگزایی به ایجاد عروق جدید از عـروق موجـود اطلاق شده و به دو شکل جوانه زدن و غیـر جوانـه زدن اتفـاق می‌افتد.
روش جوانه زنی به عنوان مکانیسم اصلی رگ‌زایـی طـی مراحـل تکـوین طبیعی و سرطان‌هـا محسوب می‌گردد (10). جوانه زدن به شاخه‌دار شدن و بیرون‌زدگی یک مویرگ جدید از مویرگ قبلی اشاره دارد و تکثیـر بـیش از حد سـلول‌هـای آنـدوتلیال، لازمـه ایـن رخـداد اسـت (11). برعکس این روش، در مدل دوم دو نیمـه‌شـدن رگ و تبدیل یک مویرگ به دو مویرگ اتفاق می‌افتد. در ایـن روش نیاز کمتری به تکثیر سلول آندوتلیال بوده و در مقایسه با جوانه زدن کاراتر می‌باشد (12).
رگزایی طبیعی وابسته به هماهنگی چندین فرایند مستقل است. برای تشکیل عروق خونی جدید، ابتدا سلول‌های مورال از شاخه رگ موجود حرکت می‌کنند. بی‌ثبات شدن عروق توسط آنژیوپویتین-2، سلول‌های اندوتلیال را از یک وضعیت پایدار بدون رشد به یک فنوتیپ تکثیری تغییر می‌دهد. پس از آن VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) سبب افزایش نفوذپذیری عروق شده و در این مرحله پروتئازها و ترکیبات ماتریکس از جدار رگ نشت یافته و سلول‌های اندوتلیال شروع به تکثیر می‌کنند. به دنبال تکثیر، مهاجرت سلول‌های اندوتلیال اتفاق می‌افتد. سپس ساختارهای لوله مانند تشکیل شده و خون می‌تواند جریان یابد. سپس، سلول‌های مزانشیال تکثیر پیدا نموده و در طول عروق جدید مهاجرت می‌کنند و پس از آن به سلول‌های پریسیت بالغ تمایز می‌یابند. تقویت بر‌هم‌کنش‌های سلول- سلول و ساخت دقیق ماتریکس جدید موجب پایداری رگ جدید می‌شود (13).
آرتریوژنز
فرایند دیگری نیز در خصوص رگزایی به نام آرتریوژنز وجود دارد. آرتریـوژنز بـه معنـای بـزرگ شـدگی رگ‌ها هم از نظر قطـر و هـم از نظر ضخامت دیـواره عروقی است (13،14). آرتریوژنز عمدتاً در آرتریـول‌هـای بزرگ و آرتریت‌های کوچک صورت مـی‌گیـرد. آرتریـوژنز مستلزم تکثیر سلول‌های عضله صاف و سلول‌های آندوتلیال است. مهم‌ترین محرک‌هـای درگیـر در فراینـد آرتریـوژنز، محرک همودینامیکی شیر استرس (فشار تنشـی) می‌باشد (14،15).
نقش رگزایی در تومور و متاستاز
سلول‌های تومور جمعیتی از سلول‌هـای میزبـان هسـتند که توانایی تنظیم تکثیر خود را از دست داده‌انـد؛ بنـابراین به مقدار نامحدود تکثیر می‌شوند. بافت توموری مـی‌توانـد مواد تغذیـه‌ای و اکسـیژن کـافی را از طریـق انتشـار سـاده تا محدوده 2 تا 9 میلی‌متر جذب نماید و از این نقطـه بـه بعد نیازمند ایجاد رگ‌های تغذیه‌کننده جدید مـی‌باشـد. طی فرایندی که بسیار به رگزایی نرمال شباهت دارد، یـک تومور می‌تواند تشکیل رگ‌های جدید را از شبکه مـویرگی موجود القا کند (16،17).
انجبار
انجبار گیـاهی از خـانواده Polygonaceae با نــام علمیPolygonum bistorta است. خواص ریشه آن بسیار شبیه خواص دارویی ریشه گونهPolygonum bistorta می‌باشد (18). این گیـاه چنـد ساله بوده و بلنـدی آن کمی کمـتر از 1 مـتر می‌باشد؛ در برخی نقـاط بسیار کوتـاه بوده و حدود 20 سـانتی‌متر می‌شود. یکی از مشـخصات بـارز گیـاه، سـاقه زیرزمینی ضـخیم آن است که اسـتوانه‌ای و به هم چسبیـده بوده و اطراف سـطح خـارجی آن را ریشک‌های فراوانی که از نظر دارویی مصـرف دارنـد، پوشـانده است. از این سـاقه زیرزمینی تعـدادی برگ و ساقه گل‌دهنـده بـدون شاخه بیرون می‌آیـد. برگ‌هـای این گیاه طویل، بیضـی، نوک تیز و به رنـگ سبز روشن شـفاف بوده و رنگ زیر برگ سبز غباری است که با دمبرگ درازی به ساقه زیرزمینی متصل می‌شود. برگ‌های قسمت بالای گیاه بدون دمبرگ بوده و گل‌های آن قرمز (به نـدرت سـفید) به طـور مجتمـع در انتهـای شـاخه گل‌دهنـده ظـاهر می‌شوند. انجبار از گیاهـانی است که به واسـطه گل‌هـای زیبـایش در گلکاری‌ها کاشته می‌شود. این گیـاه بومی اروپـا بوده و در انگلسـتان در مرغزارهای مرطوب می‌رویـد و در آسـیا نیز انتشار دارد. در ایران در مناطق غرب کشور در تخت سـلیمان، همدان، ارتفاعات کوهسـتان الوند و نیز ارتفاعات کوه سهند در آذربایجان مشاهده می‌شود. تکثیر این گیاه از طریق تقسیم بوته آن صورت می‌گیرد (18).
از نظر ترکیبات شـیمیایی در ریزوم خشک و ریشه گیاه، مقـدار قابل ملاحظـه‌ای (حدود 20 درصد) انواع تانن، (حدود 30 درصد)
نشاسته، کمی قند، اسید گالیک و یک ماده رنگی قرمز به نام قرمز انجبار وجود دارد. در چین از ریشه گیاه به عنوان بندآورنـده خون، ضد تب، مدر و ملین اسـتفاده می‌شود. در فرانسه نیز در مـوارد بواســیر برای قطـع خـونریزی بـه کـار می‌رود. همچنین در انگلسـتان از ریشه آن به عنوان قابض و تونیک اسـتفاده می‌شود. در هند نیز از جوشانـده ریشه برای رفـع التهـاب مزمن و سوزاکی مجرای ادرار و رفع ترشـحات سفیـد مهبل اسـتفاده می‌شـود. از این گیاه به صورت غرغره برای التیـام زخم، ناراحتی‌هـای حلق و نیز سـفت کردن لثه‌هـای نرم بهره گرفته می‌شود. برای قطع اسهال نیز به کار می‌رود. انجبـار از نظر طـبیعت (طبـق نظر حکمـای طب سـنتی) سـرد و خشـک بوده و در ارتباط با خـواص آن، این اعتقاد وجود دارد که در بنـد آوردن خون‌روی و خونریزی در هر عضو به ویژه سینه، ریه و بواسیر بسیار مؤثر است. همچنین در جلوگیری از اسهال خونی نافع می‌باشد (18).
انجبار به علت تـانن زیـادی که دارد مقوی اعضا و روده‌ها بوده و برای تسـکین التهاب صـفرا و خون و همچنین بهبود سل و رفع ضعف اشـتها استفاده می‌شود. انجبار برای قطع خون در ادرار بسـیار مؤثر بوده و در اسـتعمال خارجی برای قطع خونریزی و گوشت آوردن زخم‌ها بسـیار مفید می‌باشد. باید خاطرنشان ساخت که این گیاه برای سرد مزاجان مضر بوده و باید همراه با زنجبیل استفاده شود. معمولاً از ساقه زیرزمینی با ریشک‌های اطراف آن و همچنین از پوست سـاقه زیرزمینی و عصـاره آن اسـتفاده می‌شود. رنـگ قسـمت داخـل ریشه و سـاقه زیرزمینی قرمز بوده و دمکرده آن مایع قرمزرنگ می‌شود (18).
روش بررسی
سنتز نانوذرات اکسید سریم به روش سبز از گیاه انجباردر این روش ابتدا پودر گیاه انجبار تهیه گردید و سپس با 100 میلی‌لیتر آب مقطر ترکیب شد و به مدت یک ساعت روی هات پلیت استیرر قرار گرفت. سپس از کاغذ صافی عبور داده شد و نیترات سریم به محلول حاصل اضافه گردید و سه ساعت روی هات پلیت استیرر قرار گرفت. رسوب شیری رنگ تشکیل شده همان نانوذرات اکسید سریم می‌باشد. با افزایش یا کاهش دما و همچنین تغییر PH می‌توان اندازه نانوذرات را تنظیم کرد.
آزمون CAM
آزمون پرده کوریو آلانتوئیک جوجه یک روش In vivo می‌باشد. در این روش از پرده کوریو آلانتوئیک جوجه که حاوی تعداد زیادی رگ می‌باشد، استفاده می‌شود و طی آن با ایجاد پنجره‌ای در پوسته تخم، تیمارهای مختلف روی پرده اعمال می‌گردد و پس از طی مدت زمان تعیین شده، میزان رگزایی و تغییرات آن نسبت به نمونه کنترل مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. در پژوهش حاضر از این آزمون جهت بررسی اثر ضد رگزایی نانوذره اکسید سریم سنتز شده با عصاره گیاه انجبار در غلظت‌های مختلف استفاده گردید. ابتدا 40 عدد تخم مرغ نطفه‌دار نژاد ROSS از شرکت مرغداران طوس تهیه شد و به دستگاه جوجه‌کشی منتقل گردید. شرایط دستگاه جوجه‌کشی شامل دمای 38 درجه سانتی‌گراد و رطوبت 60-55 درصد بود. پس از دو روز انکوباسیون، سوراخی کوچک در سمت پهن تخم مرغ و متعاقب آن در سمت پهلویی پنجره ایجاد شد و محل آن به وسیله لامل و پارافین استریل گردید و تخم مرغ‌ها به دستگاه جوجه‌کشی برگردانده شدند. سپس به طور تصادفی در گروه‌های 10 تایی به شرح زیر جای گرفتند: گروه اول نمونه‌های کنترل فاقد تیمار، گروه دوم گروه کنترل آزمایشگاهی و گروه‌های سه تا پنج گروه‌های تیمار با نانوذره. در نمونه کنترل فقط پنجره ایجاد شده و در گروه‌های تحت تیمار، اثر نانوذره سریم در مقایسه با نمونه کنترل در غلظت‌های 125، 250 و 500 میکروگرم بر میلی‌لیتر مورد بررسی قرار گرفت. در زمان تیمار تخم مرغ‌ها، برش‌هایی از اسفنج ژلاتینی تهیه گردید و روی پرده کوریو آلانتوئیک جنین جوجه قرار داده شد و تیمار نمونه‌ها در این محل صورت گرفت.پس از تیمار، پنجره تخم مرغ‌ها بسته شد و آنها به دستگاه بازگردانده شدند. در روز دوازدهم پس از انکوباسیون، نمونه‌ها از دستگاه خارج شدند و پس از برداشتن پنجره‌ها از تمامی آنها، تصاویر به کمک فتو استریو میکروسکوپ تحقیقاتی با درشت‌نماییX 40 تهیه شدند (19).
در کلیه مراحل آزمایش، معیارهای اخلاقی پژوهش رعایت گردیده است. این مقاله دارای کد اخلاق به شماره IR.IAU.MSHD.REC. 1398.059 از کمیته اخلاق دانشگاه آزاد اسلامی مشهد می‌باشد.
مقایسه نتایج بین گروه‌های مختلف با استفاده از نرم‌افزار SPSS انجام شد و (05/0P≤) به عنوان سطح معناداری در نظر گرفته شد.
یافته‌ها
بررسی تعداد رگ‌ها تحت تأثیر نانوذرات اکسید سریم سنتز شده به روش سبز از گیاه انجبار 12 روز پس از تیمار تخم مرغ‌ها با نانوذرات اکسید سریم
تصاویر مربوط به پرده کوریو آلانتوئیک با استفاده از نرم‌افزار Image J بررسی گردید. در غلظت 125 میکروگرم بر میلی‌لیتر، کاهش معناداری (05/0P<) در درصد تشکیل عروق در مقایسه با نمونه کنترل مشاهده شد (نمودار 1). همچنین در غلظت 250 میکروگرم بر میلی‌لیتر از نانوذرات اکسید سریم، کاهش معناداری (01/0P<) در درصد تشکیل عروق در مقایسه با نمونه کنترل وجود داشت. در غلظت 500 میکروگرم بر میلی‌لیتر نیز در مقایسه با نمونه کنترل، کاهش بسیار معناداری (001/0P<) مشاهده گردید (نمودار 1).
بررسی طول عروق در اثر تیمار با نانوذرات اکسید سریم سنتز شده به روش سبز از گیاه انجبار 12 روز پس از تیمار تخم مرغ‌ها با نانوذرات اکسید سریم
نتایج نشان می‌دهند که در غلظت 125 میکروگرم بر میلی‌لیتر، کاهش بسیار معناداری (001/0P<) در اندازه طول عروق در مقایسه با نمونه کنترل ایجاد شده است.در غلظت 250 میکروگرم بر میلی‌لیتر از نانوذرات اکسید سریم نیز کاهش بسیار معناداری (001/0P<) در اندازه طول عروق در مقایسه با نمونه کنترل وجود داشت. همچنین در غلظت 500 میکروگرم بر میلی‌لیتر در مقایسه با نمونه کنترل، کاهش بسیار معناداری (001/0P<) مشاهده گردید (نمودار 2).
بررسی مورفولوژی پرده کوریو آلانتوئیک جنین جوجه 12 روز پس از تیمار با نانوذرات اکسید سریم
تصاویر توسط استریو میکروسکوپ با بزرگنمایی 40 تهیه شدند.
نمونه شاهد (Control) در مقایسه با شاهد آزمایشگاهی (Lab Control)، در شاهد آزمایشگاهی علاوه بر ایجاد پنجره جانبی از آب مقطر به جای نانوذرات استفاده شد. در غلظت‌های بالا، تعداد و طول عروق کاهش محسوسی را نشان داد (تصویر 1).
مطالعه تغییرات قد و وزن جنین در اثر تیمار با نانوذرات اکسید سریم سنتز شده به روش سبز
قد جنین جوجه در غلظت‌های 250 و 500 میکروگـرم بر میلی‌لیتـر در مقایسه با نمونه کنترل کاهش معناداری (05/0P<) را نشان می‌دهد (نمودار 3)؛ اما پس از گذشت 12 روز از تزریق نانوذرات، تغییر محسوسی در وزن جنین جوجه مشاهده نمی‌شود (نمودار 4).بحث
امروزه افزایش مقاومت سرطانها نسبت به درمان‌های رایج مشکل‌ساز شده است. مقاومت سلول‌های سرطانی نسبت به داروهای شیمیایی منجر به کاهش سطح پاسخ این سلول‌ها نسبت به دارو و در نتیجه شکست اقدامات درمانی می‌شود؛ بنابراین، تحقیق و توسعه داروهای مؤثرتر و یا دارای اثرات جانبی کمتر از اهمیت بسیاری برخوردار است (20).
عادی شدن فرایند رگزایی تحت تأثیر عوامل مهارکننده VEGF روشی برای افزایش اثرات ضد توموری در شیمی‌درمانی می‌باشد؛اما به دلیل آنکه وابسته به غلظت و زمان است، برای استفاده بالینی با مشکلاتی مواجه می‌باشد. درمان‌های رشد عروق و ضد انعقادی، فرصت جدیدی برای اثبات تأثیر درمان‌های ضد سرطانی هستند. آگاهی بیشتر نسبت به مفهوم توسعه عروق، عوامل ضد انعقاد و تأثیر آنها بر جلوگیری از سرطان در آینده باعث جلب توجه محققان به این حوزه خواهد شد. با این وجود، چالش‌ها و موانع در این مسیر برای استفاده کامل از فرایندها در بیماران مبتلا به سرطان می‌بایست مورد توجه قرار گیرد (21).
شیمی‌درمانی به همراه داروهای ضد
VEGFR (vascular endothelial growth factor receptor) (مانند Ramucirumab و Apatinib) در مدیریت سرطان معده به روشنی اثبات شده است (22).
برای سالیان دراز روش‌های ضد رگزایی با استفاده از آنتی‌بادی‌های مونوکلونال یک روش مؤثر در سرکوب پیشرفت تومور و متاستاز به همراه شیمی‌درمانی بوده و به ویژه Bevacizumab پرفروش‌ترین محصول در میان محصولات سرطانی در سال 2016 بوده است. انقضای Bevacizumab موجب توسعه انواع مشابه و آنتی‌بادی‌های آنژیوژنیک گردیده که شامل آنتی‌بادی‌هایی می‌شود که عامل VEGF را هدف قرار می‌دهند. آنتی‌بادی‌هایی که دارای جایگاه اختصاصی هستند نیز همراه Bevacizumab استفاده می‌شوند. برای بهبود مستمر حیات بیماران و کیفیت زندگی آنها، نسل بعدی آنتی‌بادی‌های درمانی می‌بایست به نیازهای درمانی از نظر تنوع تأثیر و مقاومت دارویی پاسخ دهد (23).
در این راستا در پژوهشی که توسط Das و همکاران انجام شد، بیان گردید که
CNPs (Cyclic Nucleotide Phosphodiesterase) باعث ایجاد رگزایی می‌شود و این فعالیت به شدت وابسته به حالات واکنش سطح می‌باشد. به طور خاص، CNP کاهش یافته منجر به تکثیر سلول‌های اندوتلیال و تشکیل لوله در کشت سلولی in vitro و انشعاب عروقی in vivo می‌شود. علاوه‌براین، CNPs باعث تثبیت HIF-1α (Hypoxia-inducible factor 1-alpha) در سلول‌های اندوتلیال شده و تنظیم ژن را تغییر می‌دهد که این امر موجب آنژیوژنز می‌شود. نسبت Ce3+/Ce4+ و اندازه ذرات، کلیدی برای آنژیوژنز بوده و CNPs قادر به انجام فعالیت کاتالیزوری به عنوان مدولاتور اکسیژن از طریق ارائه مسیرهای آسان برای آزادسازی و تجدید اکسیژن داخل سلولی می‌باشد (24).
همچنین در مطالعه‌ای که Giri و همکاران انجام دادند، بیان نمودند که نانو سریا (NCe) به طور قابل ملاحظه‌ای بـاعـث مهـــار تــولـیـــد گــونـــه‌هــای اکـسـیـــژن واکـنـشـــی
(ROS: Reactive Oxygen Species) در سلول‌های A2780، کاهش فاکتورهای رشد (stromal derived factor-1 =SDF1، heparin-binding epidermal growth factor =HB-EGF، VEGF165 vascular endothelial growth factor=و hepatocyte growth factor= HGF) و نیز کاهش مهاجرت سلولی و تهاجم سلول‌های SKOV3 بدون تأثیر بر تکثیر سلول‌ها شده است.
از سوی دیگر، درمان NCE مانع تکثیر القا شده توسط VEGF165، تشکیل لوله‌های مویرگی و فعال‌سازی VEGFR2 و MMP2 (Matrix Metallopeptidase 2) در سلول‌های اندوتلیال عروقی انسانی
(HUVEC: Human umbilical vein endothelial cells) می‌شود (25).
در مطالعه انجام شده توسط صفوی و همکاران نیز مشخص شد که نــانوذرات اکسید روی تهیه شده به روش سبز از عصاره آبی ریشه گیاه انجـــبار می‌تواند به طور معنــــاداری میزان رگزایی بر پرده کوریو آلانتوئیک تخم مرغ را تحت تأثیر قرار داده و این روند را کاهش دهد. به نظر می‌رسد نانوذرات اکسید روی و اکسید سریم عملکرد مشابهی در رابطه با رگزایی دارند (26).
نتیجه‌گیری
بر اساس نتایج این مطالعه نانوذرات اکسید سریم سنتز شده به روش سبز از گیاه انجبار قادر است با کاهش فرایند رگزایی در درمان برخی از بیماری‌های مرتبط با آنژیوژنز از جمله سرطان مؤثر واقع شود.
تشکر و قدردانی
بدین‌وسیله نویسندگان مراتب تشکر خود را از کارکنان گروه زیست‌شناسی دانشکده علوم دانشگاه آزاد اسلامی مشهد که در راستای انجام این مطالعه همکاری نمودند، اعلام می‌نمایند.
تعارض منافع
نویسندگان هیچ‌گونه تعارض منافعی با یکدیگر ندارند.
نوع مطالعه: مقاله پژوهشي |
موضوع مقاله:
بیوشیمی بالینی-عمومی
دریافت: 1398/10/30 | پذیرش: 1399/2/6 | انتشار: 1399/3/10
دریافت: 1398/10/30 | پذیرش: 1399/2/6 | انتشار: 1399/3/10
فهرست منابع
1. Carretero A, León Z, García-Cañaveras JC, Zaragoza Á, Gómez-Lechón MJ, Donato MT, et al. In vitro/in vivo screening of oxidative homeostasis and damage to DNA, protein, and lipids using UPLC/MS-MS. Anal Bioanal Chem 2014;406(22):5465-76. PMID: 24969468 [DOI:10.1007/s00216-014-7983-5]
2. Celardo I, Pedersen JZ, Traversa E, Ghibelli L. Pharmacological potential of cerium oxide nanoparticles. Nanoscale 2011;3(4):1411-20. PMID: 21369578 [DOI:10.1039/c0nr00875c]
3. Liying HE, Yumin SU, Lanhong J, Shikao SH. Recent advances of cerium oxide nanoparticles in synthesis, luminescence and biomedical studies: a review. J Rare Earths 2015;33(8):791-9. Link [DOI:10.1016/S1002-0721(14)60486-5]
4. Tonini T, Rossi F, Claudio PP. Molecular basis of angiogenesis and cancer. Oncogene 2003;22(42):6549-56. PMID: 14528279 [DOI:10.1038/sj.onc.1206816]
5. Fam PN, Verma S, Kutryk M, Stewart JD. Clinician guide to angiogenesis. Circulation 2003;108(21):2613-8. PMID: 14638526 [DOI:10.1161/01.CIR.0000102939.04279.75]
6. Folkman J. Proceedings: tumor angiogenesis factor. Cancer Res 1974;34(8):2109-13. PMID: 4842257
7. Conway EM, Collen D, Carmeliet P. Molecular mechanisms of blood vessel growth. Cardiovasc Res 2001;49(3):507-21. PMID: 11166264 [DOI:10.1016/S0008-6363(00)00281-9]
8. Karamysheva AF. Mechanisms of angiogenesis. Biochemistry (Mosc) 2008;73(7):751-62. PMID: 18707583 [DOI:10.1134/S0006297908070031]
9. Ucuzian AA, Gassman AA, East AT, Greisler HP. Molecular mediators of angiogenesis. J Burn Care Res 2010;31(1):158-75. PMID: 20061852 [DOI:10.1097/BCR.0b013e3181c7ed82]
10. Ruhrberg C. Endogenous inhibitors of angiogenesis. J Cell Sci 2001;14(Pt 18):3215-6. PMID: 11591810
11. Martinez A. A new family of angiogenic factors. Cancer Lett 2006;236(2):157-63. PMID: 15927357 [DOI:10.1016/j.canlet.2005.04.008]
12. Welti J, Loges S, Dimmeler S, Carmeliet P. Recent molecular discoveries in angiogenesis and antiangiogenic therapies in cancer. J Clin Invest 2013;123(8):3190-200. PMID: 23908119 [DOI:10.1172/JCI70212]
13. Egginton S. Invited review: activity-induced angiogenesis. Pflugers Arch 2009;457(5):963-77. PMID: 18704490 [DOI:10.1007/s00424-008-0563-9]
14. Shibuya M. VEGF-VEGFR signals in health and disease. Biomol Ther (Seoul) 2014;22(1):1-9. PMID: 24596615 [DOI:10.4062/biomolther.2013.113]
15. Friesel RE, Maciag T. Molecular mechanisms of angiogenesis: fibroblast growth factor signal transduction. FASEB J 1995;9(10):919-25. PMID: 7542215 [DOI:10.1096/fasebj.9.10.7542215]
16. Pasquet M, Golzio M, Mery E, Rafii A, Benabbou N, Mirshahi P, et al. Hospicells (ascites-derived stromal cells) promote tumorigenicity and angiogenesis. Int J Cancer 2010;126(9):2090-101. PMID: 19739074 [DOI:10.1002/ijc.24886]
17. Semenza LG. Vasculogenesis, angiogenesis, and arteriogenesis: mechanisms of blood vessel formation and remodeling. J Cell Biochem 2007;102(4):840-7. PMID: 17891779 [DOI:10.1002/jcb.21523]
18. Heyadri M, Hashempur MH, Ayati MH, Quintern D, Nimrouzi M, Mosavat SH. The use of Chinese herbal drugs in Islamic medicine. J Integr Med 2015;13(6):363-7. PMID: 26559361 [DOI:10.1016/S2095-4964(15)60205-9]
19. Lokman NA, Elder AS, Ricciardelli C, Oehler MK. Chick chorioallantoic membrane (CAM) assay as an in vivo model to study the effect of newly identified molecules on ovarian cancer invasion and metastasis. Int J Mol Sci 2012;13(8):9959-70. PMID: 22949841 [DOI:10.3390/ijms13089959]
20. Ramezani T, Baharara J. A review on angiogenesis in tumor. J Cell Tissue 2014;5(1):89-100. Link [DOI:10.5899/2014/ijcmb-00015]
21. Huang D, Lan H, Liu F, Wang S, Chen X, Jin K, et al. Anti-angiogenesis or pro-angiogenesis for cancer treatment: focus on drug distribution. Int J Clin Exp Med 2015;8(6):8369-76. PMID: 26309490
22. Mawalla B, Yuan X, Luo X, Chalya PL. Treatment outcome of anti-angiogenesis through VEGF-pathway in the management of gastric cancer: a systematic review of phase II and III clinical trials. BMC Res Notes 2018;11(1):21. PMID: 29329598 [DOI:10.1186/s13104-018-3137-8]
23. Kong DH, Kim MR, Jang JH, Na HJ, Lee S. A review of anti-angiogenic targets for monoclonal antibody cancer therapy. Int J Mol Sci 2017;18(8):E1786. PMID: 28817103 [DOI:10.3390/ijms18081786]
24. Das S, Singh S, Dowding JM, Oommen S, Kumar A, Sayle TX, et al. The induction of angiogenesis by cerium oxide nanoparticles through the modulation of oxygen in intracellular environments. Biomaterials 2012;33(31):7746-55. PMID: 22858004 [DOI:10.1016/j.biomaterials.2012.07.019]
25. Giri S, Karakoti A, Graham RP, Maguire JL, Reilly CM, Seal S, et al. Nanoceria: a rare-earth nanoparticle as a novel anti-angiogenic therapeutic agent in ovarian cancer. PloS One 2013;8(1):e54578. PMID: 23382918 [DOI:10.1371/journal.pone.0054578]
26. Safavi E, Homayouni TM, Karimi E. Investigation of antiangiogenic properties of green ZnO nanoparticles synthesized by root extract of persicaria bistorta. J Ilam Univ Med Sci 2018;26(2):45-56. Link [DOI:10.29252/sjimu.26.2.45]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
حق تالیف (کپی رایت) برای مولفان محفوظ است.
صاحب امتیاز: دانشگاه علوم پزشکی قم
ناشر: انتشارات دانشگاه علوم پزشکی قم
شاپا چاپی: 7799-1375
شاپا الکترونیک: 1375-2008
ایمیل مجله: journal@muq.ac.ir
j.muq.ac@gmail.com
