تهيه هيدروژل برپايه پلي وينيل الكل بارگذاري شده با شكل نوتركيب سوپراكسيد ديسموتاز گياه حرا و تاثير آن بر تعادل اكسايشي رده سلولي فيبروبلاست جانوري

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

كشاورزي

كارشناسي ارشد

گونه¬هاي فعال اكسيژن همواره به عنوان فراورده جانبي در واكنش¬هاي طبيعي سلول¬هاي هوازي، سلامت سلول¬ها را تهديد مي¬كنند. اين گروه از مولكول¬ها شامل اكسيژن منفرد، راديكال سوپراكسيد و هيدروژن¬پراكسيد در بخش¬هاي مختلف سلول، به¬خصوص در ميتوكندري توليد شده و با اثر مستقيم بر بيومولكول¬هاي حياتي از جمله پروتئين¬ها، نوكلئيك اسيد و ليپيدهاي غشايي سلامت سلول، بافت، ارگان و در نهايت جاندار را به¬خطر مي¬اندازند. بيماري¬هاي متعددي در رابطه با ROSها وجود دارند كه همچنان يافتن رويكردهاي نوين درماني براي آن¬ها موضوع پژوهش¬هاي بسياري است. از جمله اين بيماري¬ها مي¬توان به آلزايمر، بيماري¬هاي تحليل رونده اعصاب و زخم¬هاي مزمن اشاره كرد. در سلول¬هاي هوازي طي ساليان متمادي تكامل، سيستم¬هاي آنتي¬اكسيداني طبيعي شامل آنتي¬اكسيدان¬هاي آنزيمي و غير آنزيمي توسعه يافته¬اند كه با كنترل سطوح ROSها، سلامت سلول را تضمين مي¬كنند. ازجمله مهمترين اين آنتي¬اكسيدان¬ها، آنزيم¬هاي سوپراكسيد ديسموتاز هستند كه به¬شكل موثري در حذف راديكال¬هاي سوپراكسيد در سلول عمل مي¬كنند. در اين پژوهش از SODهاي نوتركيب گياه حرا استفاده شد. اين آنزيم¬ها شامل AmSOD1 و AmSOD2 هستند كه هركدام به¬ترتيب نوعي CuZnSOD و MnSOD مي¬باشند. اين دو آنزيم در مقايسه با ساير آنزيم¬هاي SODي موجود فعاليت و پايداري بالاتري دارند، به همين دليل گزينه¬هاي مناسبي براي درمان بيماري¬ها بر مبناي افزابش بيش از حد ROS به¬نظر مي¬رسيدند. اين دو آنزيم به¬صورت هترولوگ در باكتري E.coli و ميزبان بياني Rosetta(DE3) بيان شدند سپس مراحل خالص¬سازي، دياليز و تعيين فعاليت روي آن¬ها صورت گرفت. در ادامه اين آنزيم¬ها به لاين سلولي فيبروبلاست موش بدون اعمال استرس اكسيداتيو افزوده شدند تا اثر هر آنزيم بر زنده¬ماني اين سلول¬ها مشخص شود. سپس در نتيجه واكنش بين زانتين و زانتين اكسيداز در لاين سلولي، راديكال سوپراكسيد توليد شده و باعث ايجاد استرس اكسيداتيو شد. در ادامه غلظت¬هاي 5 و 25 ميكروگرم از دو آنزيم AmSOD1 و AmSOD2 به لاين سلولي فيبروبلاست دچار استرس اكسيداتيو افزوده شد. نتايج آزمايش¬هاي سلولي نشان داد كه افزودن آنزيم¬هاي نوتركيب SOD به لاين سلولي فيبروبلاستي اثر منفي بر رشد و تكثير سلول¬ها ندارد. در شرايط استرس اكسيداتيو، زنده¬ماني سلولهاي فيبروبلاست به شدت كاهش يافت. در حالي¬كه افزودن اين آنزيم¬ها به لاين سلولي ، باعث كنترل اين استرس شده و زنده¬ماني سلول¬ها دوباره به حال عادي پيش از استرس بازگشت. پس از اثبات ويژگي دارويي اين آنزيم¬ها، تركيبات هيدروژل متعددي براي توسعه نانوساختار تحويل مناسب اين آنزيم¬ها به زخم مزمن مورد برسي قرار گرفتند. هيدروژل¬هاي تركيبي با استفاده از دو پليمر PVA و كيتوسان با نسبت برابر و با استفاده از چرخه ذوب و انجماد پياپي به عنوان عامل اتصال عرضي ساخته شدند. اين هيدروژل¬ها از نظر ويژگي¬هاي فيزيكي و مكانيكي مورد بررسي قرار گرفتند. سپس در اين هيدروژل¬ها، پس از ساخت و با روش غوطه¬ور شدن، مقدار 260 ميكروگرم آنزيم AmSOD1 بارگذاري شد. براي بررسي رهايش نيز از روش رهايش بر اساس انتشار استفاده شد. نتايج رهايش نشان دادند كه حداكثر 160 ميكروگرم برميلي¬ليتر پروتئين از اين هيدروژل رها شده است. اين رهايش، از مدل رهايش در طول زمان بوده و در پژوهش¬هاي مشابه بر اين مدل هيدروژل نيز تكرار شده است. با توجه به نتايج به¬دست آمده در اين پژوهش، مشخص شد كه آنزيم¬هاي AmSOD براي سلول¬ها سمي نبوده و قادر به كنترل استرس اكسيداتيو ناشي از توليد راديكال سوپراكسيد مي¬باشند. همچنين، هيدروژل ساخته شده از دو پليمر PVA و كيتوسان توانايي جذب و رهايش مقدار مناسبي از اين پروتئين را داشته و به عنوان يك پايه هيدروژل براي توسعه سازه¬هاي تحويل دارو پيشرفته مناسب مي-باشد.

215259

بيوتكنولوژي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان

محمدعلي شيخ الاسلام، مهشيد خرازيها

مجيد طالبي، اميرحسين مهدوي

آذر شاهپيري