توصيفگر ها :
نانوكامپوزيت , كتيرا , كندر , تانيكاسيد , نانوذرههاي طلا , ژل رويال , كمپلكس روتنيم(III)- نيل , هيدروژل ثعلب , آرتريت روماتوئيد , التهاب
چكيده فارسي :
بيماريهاي خودايمني طيف وسيعي از بيماريها مانند آرتريت روماتوئيد، استئوآرتريت، و پسوريازيس را شامل ميشوند. آرتريت روماتوئيد (RA) يك بيماري سيستميك مزمن است كه براي درمان آن به داروهاي مسكن، ضدالتهاب (استروئيدي و غيراستروئيدي)، و حفاظت كننده بافتهاي مفصلي نياز است. در مواجهه با اين بيماري، در مراحل اوليه بايد درد و التهاب برطرف شده و سپس از تخريب بافتهاي مفصلي جلوگيري شود. به اين منظور در بخش اول اين رساله، يك نانوكامپوزيت هسته-پوسته چند منظوره با ويژگيهاي ضد التهابي و محافظت از بافت طراحي شد. اين نانوكامپوزيت براي دستيابي به بيشترين كارايي درماني با كمترين عوارض جانبي، با استفاده از تركيبهاي طبيعي با ويژگيهاي درماني اثبات شده، تهيه شد. هسته نانوكامپوزيت (TFH) با استفاده از هيدروژل صمغهاي كتيرا و كندر به روش هيدروترمال تهيه شد. سپس لايهاي از تانيكاسيد-نانوذرههاي طلا به عنوان پوسته بر روي هسته هيدروژلي تثبيت شد (TFH@TA/AuNPs). در نهايت، تركيب 10-هيدروكسي-2-دكانوئيكاسيد (10-HDA) در ساختار نانوكامپوزيت بارگذاري شد (TFH@TA/AuNPs-HDA). نانوكامپوزيت TFH@TA/AuNPs-HDA در هر مرحله از سنتز با استفاده از روشهاي FT-IR، FE-SEM، TEM، XRD، BET، UV-Vis، ICP،TGA و پتانسيل زتا به طور كامل مشخصهيابي شد كه نتايج نشان دادند ذرههاي نانوكامپوزيت به شكل كروي و داراي ساختار هسته-پوسته با ابعادي در حدود 300-150 نانومتر هستند. در ادامه، ظرفيت جذب آب و زيستتخريبپذيري نانوكامپوزيت TFH@TA/AuNPs-HDA در بافر فسفات و آب مقطر بررسي شد. همچنين، روند رهايش 10-HDA از نانوكامپوزيت TFH@TA/AuNPs-HDA با استفاده از روش طيفبيني تعيين شد و نتايج نشان دادند كه سينتيك رهايش از مدل كورسمير-پپاس پيروي ميكند. به علاوه، براي بررسي كارايي و تعيين مكانيسم اثر نانوكامپوزيت، برهمكنش 10-HDA و كلاستر طلا با پروتئينهاي مسير التهابي NF-κB از طريق محاسبات داكينگ مولكولي بررسي شد. اثر ضدالتهابي TFH@TA/AuNPs-HDA در سطح mRNA و پروتئين با استفاده از روشهاي real-time PCR و وسترن بلات ارزيابي شدكه با نتايج داكينگ مولكولي مطابقت داشت و نشان داد كه نانوكامپوزيت TFH@TA/AuNPs-HDA ميتواند از طريق مهار مسير NF-κB پتانسيل ضدالتهابي داشته باشد. براي تكميل مطالعات برونتني، اثر TFH@TA/AuNPs-HDA به صورت درونتني بر روي مدلهاي رت آرتريت روماتوئيد ارزيابي شد. معاينات باليني، اندازهگيري ميزان فاكتورهاي التهابي در خون، عكسهاي راديولوژي، و رنگآميزي بافت مفصل نشان دادند كه TFH@TA/AuNPs-HDA ميتواند گزينه مناسبي براي درمان آرتريت روماتوئيد باشد.
التهاب يك عارضه مهم و پيچيده در بسياري از بيماريهاي خودايمني است و برطرف كردن آن در مراحل اوليه و همچنين در طول بيماري از اهميت خاصي برخوردار است. به همين دليل در بخش دوم اين رساله، كمپلكس جديدي از روتنيم(III) و ليگاند طبيعي نيل با فرمول شيمياييRu(HIndig)3 تهيه شد و سپس اين كمپلكس بر روي هيدروژل ثعلب كه در شرايط هيدروترمال تهيه شده بود، بارگذاري شد. نانوكامپوزيت تهيه شده (SAH-Ru(HIndig)3) با استفاده از روشهاي مختلف شامل ATR-IR، FE-SEM، TEM، XRD، BET،
UV-Vis، ICP،TGA و پتانسيل زتا مشخصهيابي شد. نتايج نشان دادند كه نانوكامپوزيت داراي ذرههايي با ساختار شبه كروي و ابعادي در حد 250-120 است. به علاوه، ظرفيت جذب آب و زيستتخريبپذيري نانوكامپوزيت SAH-Ru(HIndig)3 بررسي شد. همچنين، روند رهايش كمپلكسRu(HIndig)3 از نانوكامپوزيت SAH-Ru(HIndig)3 به صورت تدريجي و پيوسته بود و سينتيك رهايش از مدل هيكسون-كرول پيروي ميكند. در ادامه، اثر آنتياكسيداني SAH-Ru(HIndig)3 از طريق بررسي توانايي مهار راديكالهاي هيدروكسيل و DPPH ارزيابي شد. اثر ضدالتهابي SAH-Ru(HIndig)3 نيز با استفاده از روش real-time PCR و از طريق تعيين سطح بيان mRNA سايتوكينهاي پيش التهابي (TNF-α، IL-1β، و IL-6) و ضدالتهابي (IL-10) بررسي شد. به علاوه، نتايج مربوط به آزمون خراش نشان دادند كه نانوكامپوزيت تهيه شده ميتواند بر روي مهاجرت سلولهاي ماكروفاژي مؤثر باشد. در نتيجه، ميتوان از نانوكامپوزيت SAH-Ru(HIndig)3 به عنوان يك داروي ضدالتهاب بر پايه تركيبهاي گياهي و با كمترين عوارض جانبي استفاده نمود.
چكيده انگليسي :
Autoimmune diseases include a wide variety of diseases such as rheumatoid arthritis, osteoarthritis, and psoriasis. Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic systemic disease that requires analgesic, anti-inflammatory (steroidal and non-steroidal), and joint tissue protection drugs to treat. In dealing with RA, the pain and inflammation should be removed in the early stages, and the destruction of the joint tissues should be prevented. For this purpose, in the first part of this thesis, a multifunctional core-shell nanocomposite with anti-inflammatory and tissue protection properties was designed. This nanocomposite was prepared using natural compounds with established therapeutic effects to achieve the highest medicinal potential with the lowest side effects. Then, nanocomposite core (TFH) was obtained by hydrothermal method using tragacanth and frankincense gums. Then, a layer of tannic acid-gold nanoparticles was immobilized as a shell on the hydrogel core (TFH@TA/AuNPs). Finally, 10-hydroxy-2-decanoic acid (10-HDA) was loaded within the nanocomposite structure (TFH@TA/AuNPs-HDA). TFH@TA/AuNPs-HDA nanocomposite was fully characterized in every step by different methods. The results showed that the nanocomposite particles are spherical and have a core-shell structure with a size of about 150-300 nm. Next, the water uptake capacity and biodegradability of TFH@TA/AuNPs-HDA were investigated. Also, the release profile of 10-HDA from the TFH@TA/AuNPs-HDA was determined using the spectrophotometer. The results showed that the release kinetics follows the Korsmeyer-Peppas model. Then, the biocompatibility of the nanocomposite was investigated. In addition, to investigate the efficiency and determine the mechanism of nanocomposite action, the interaction of 10-HDA and gold nanoparticles with the NF-κB inflammatory pathway components was investigated through molecular docking. The anti-inflammatory effect of TFH@TA/AuNPs-HDA was evaluated at mRNA and protein levels using real-time PCR and western blot methods. The results were consistent with the results of molecular docking and showed that TFH@TA/AuNPs-HDA nanocomposite can inhibit the NF-κB pathway and have anti-inflammatory potential. To complete the in vitro studies, the effect of TFH@TA/AuNPs-HDA was evaluated on rheumatoid arthritis rat models in vivo.
Furthermore, inflammation is an important and complex complication in many autoimmune diseases. Hence, the amelioration of inflammation in the early stages as well as during the disease is very important. For this reason, in the second part of the current thesis, a new complex of ruthenium(III) and indigo ligand with the chemical formula Ru(HIndig)3 was synthesized and then loaded on the salep hydrogel which obtained in hydrothermal conditions. The prepared nanocomposite (SAH-Ru(HIndig)3) was characterized by different methods of microscopy, spectroscopy, elemental analysis, and thermogravimetry. The results showed that the nanocomposite has particles with a semi-spherical structure with a size of 120-250 nm. In addition, the water uptake capacity and biodegradability of SAH-Ru(HIndig)3 nanocomposite were investigated. Also, the release process of Ru(HIndig)3 complex from SAH-Ru(HIndig)3 nanocomposite is gradual and continuous and the release kinetics follows the Hixson-Crowell model.The anti-inflammatory effect of SAH-Ru(HIndig)3 was also investigated using the real-time PCR method and by determining the mRNA expression level of pro-inflammatory (TNF-α, IL-1β, and IL-6) and anti-inflammatory (IL-10) cytokines. Moreover, the results of the scratch assay showed that the SAH-Ru(Hindig)3 nanocomposite was affect the migration of macrophage cells. As a result, SAH-Ru(Hindig)3 nanocomposite can be used as an anti-inflammatory herbal-based compounds with minimal side effects.