توصيفگر ها :
مونوكلروتريآزينيلبتاسيكلودكسترين , دوكسوروبيسين , شبيه سازي ديناميك مولكولي , داكينگ مولكولي , دارورساني
چكيده فارسي :
در اين پژوهش، روشهاي داكينگ مولكولي و شبيه سازي ديناميك مولكولي براي مطالعهي برهمكنش بين مولكولي بتاسيكلودكسترين و چهار ايزومر مونوكلروتريآزينيلبتاسيكلودكسترين با داروي دوكسوروبيسين به كار گرفته شدند. به منظور شناسايي بهترين صورتبندي دوكسوروبيسين در حفرهي سيكلودكسترينها از محاسبات داكينگ مولكولي و نرمافزار AutoDock 4.2 و براي درك بهتر برهمكنشها از روش شبيه سازي ديناميك مولكولي با استفاده از نرم افزار گرومكس با نيروي ميدان Charmm36 و در دما و فشار ثابت، به مدت 500 نانوثانيه، استفاده شد. با بررسي نتايج كمترين انرژي اتصال به دست آمده از داكينگ مولكولي،RMSD ، Snapshots، Distance، SASA، RDF، پيوندهاي هيدروژني و انرژيهاي واندروالس و الكتروستاتكي از شبيه سازي ديناميك مولكولي، اثبات شد كه مونوكلروتريآزينيلبتاسيكلودكسترين ، توانايي بيشتري در كمپلكس شدن با دوكسوروبيسين دارد. سپس براي تاييد نتايج نظري، مطالعات تجربي بر روي تشكيل كمپلكس مونوكلروتريآزينيلبتاسيكلودكسترين و دوكسوروبيسينهيدروكلرايد و بارگيري دارو انجام شد و شرايط آزمايشگاهي بهينه ازجمله دما، زمان و نسبت استوكيومتري(1:1) مورد مطالعه قرار گرفت. درصد كارايي دارو 64 به دست آمد و نتايج با FT-IR، XRD، SEM و TGA مورد بررسي قرار گرفتند. در نهايت، رهايش دارو در دماي 37 درجه سانتي گراد كه به عنوان دماي طبيعي بدن است در محيطهايي با 4/5 pH= كه شبيه سازي سلول و بافتهاي سرطاني است و 4/7 pH= براي سلولهاي طبيعي، بررسي شد. نتايج نشان داد كه در 24 ساعت در محيط اسيدي 48 درصد از دوكسوروبيسين هيدروكلرايد آزاد شده ولي در محيط طبيعي 25 درصد، بنابراين ميتوان گفت MCT-β-CD به عنوان حاملي مناسب و نوين عملكرد مطلوبي را در دارورساني به صورت هدفمند، ميتواند داشته باشد.
چكيده انگليسي :
In this study, molecular docking and molecular dynamics simulation were employed to study the interaction between beta cyclodextrin and four isomers of monochlorotriazinyl-β-cyclodextrin with doxorubicin. In order to identify the best conformation of Doxorubicin in the cyclodextrins cavity, molecular docking calculation were performed using AutoDock 4.2 program and for better understanding the interactions, molecular dynamic simulation was employed using GROMACS and charmm36 field force at constant temperature and pressure, in 500 ns. By evaluating the lowest binding energy obtained from the molecular docking studies, RMSD, snapshots, distance, SASA, RDF, hydrogen bonds and van der Waals and electrostatic energies from molecular dynamics simulation, it was demonstrated that monochlorotriazinyl-β-cyclodextrin showed the more ability in complexing with Doxorubicin. To validate the theoretical findings, experimental studies were conducted to form inclusion complex between monochlorotriazinyl-β-cyclodextrin and Doxorubicin hydrochloride and then drug loading was done to obtain the optimal laboratory conditions including temperature, time and stoichiometric ratio (1:1) and the encapsulation efficiency was determined 64% then the results were investigated using FT-IR, XRD, SEM, and TGA analyses. Finally, the drug release studies were conducted at 37°C (body temperature) in two environments, first at pH=5.4, simulating cancer cells, second at pH=7.4, representing normal cells. The results showed after 24 hours, 48% of doxorubicin hydrochloride was released in the acidic environment, while 25% was released in the neutral environment. These findings suggest that MCT-β-CD is an appropriate carrier for targeted drug delivery.