مطالعه اتوفاژی در سلول های HepG2 بعد از تیمار با miR-34a و متیل آدنین بارگذاری شده با ذرات سلولز-لیزین و ترسیم نقشه بیوانفورماتیکی ژن های مرتبط

Abstract

مقدمه: سرطان کبد یکی از خطرناک‌ترین انواع سرطان‌ها در حال حاضر به شمارمی‌رود و شامل دو نوع اولیه و ثانویه است. سرطان اولیه از بافت خود کبد شروع می‌شود، در شرایطی که سرطان ثانویه از اندام دیگری به کبد متاستاز داده است. هپاتوسلولار کارسینوما (HCC) به عنوان شایع‌ترین نوع بیماری سرطان در بزرگسالان می‌شناسد و در حال حاضر، یکی از علل اصلی مرگ و میر در میان افراد است که به سیروز ناشی از از هپاتیت B یاC مبتلا هستند. درمان‌های فعلی شامل جراحی و شیمی درمانی می‌شود، اما این روش‌ها عوارض جانبی زیادی دارند و ممکن است نرخ بقا را کاهش دهند. بنابراین، محققان در حال تلاش برای یافتن درمان‌های جایگزین با عوارض کمتر و کارایی بیشتر هستند. یکی از گزینه های نوید بخش در این راستا، استفاده از رویکرد درمان های ترکیبی از طریق انتقال با نانوحامل ها است. سلولز، یک ماده پلیمر طبیعی است، دارای خصوصیاتی است از جمله سازگاری زست، زیست تخریب پذیری و دسترسی آسان به آن، در سال های اخیر در زمینه دارورسانی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. علاوه بر این مطالعات زیادی گزارش داده اند که اتوفاژی به عنوان فرایند سلولی در مراحل پیشرفته HCC باعث مقاومت به درمان می شود. دو عامل درمانی مبتنی بر ژن و دارو به منظور درمان ترکیبی و تنظیم کننده فرایند اتوفاژی HCC در این مطالعه انتخاب شدند. miR-34a به عنوان مهار کننده تومور عمل می کند ، دیگر عامل درمانی 3MA به عنوان متابولیت کوچک ضد سرطان در حوزه تحقیقات توجه زیادی به خود جلب کرده است. هدف از این مطالعه، سنتز نانوذرات بر پایه مشتقات میکروکریستالین سلولز است که توانایی بارگذاری همزمان پلی پلکس حاوی miR-34a و 3MA را دارد و به طور همزمان با رویکرد درمان ترکیبی بر روی سلول‌های سرطانی در شرایط آزمایشگاهی (In vitro) تأثیر می‌گذارد. روش کار: میکروکریستالین سلولزی اکسید شد و سلولز دی آلدئید سنتز شد. سلولز دی آلدئید سنتز شده در ترکیب با اولئیل آمین یک نانوذره مبتنی بر سلولز دوگانه دوست دارای گروه های عاملی آلدئیدی و آمینی را ساخته است. پلیمر پلی ال لیزین از طریق برقراری پیوند الکترواستاتیک با miR-34a ، پلی پلکس تشکیل می دهد. نانوذرات سلولزی دو گانه دوست از طریق خود تجمعی miR-34a و 3MA را به صورت همزمان بارگذاری می کند. خواص فیزیکوشیمیایی این نانوذره بارگذاری شده با عوامل درمانی ارزیابی شد. علاوه بر این تست های سلولی MTT ،جذب سلولی، آپوپتوز ، Cell cycle ، وسترن بلات و PCR time Real در جهت بررسی تاثیراین نانوذره حامل دارو و microRNA بر رده سلولی HepG2 انجام شد. یافته ها: در مطالعه حاضر، یک نانوحامل دی‌آلدئید سلولز اصلاح‌شده (MDAC) که به pH لیزوزومی پاسخ می‌دهد برای بارگذاری همزمان پلی‌پلکس‌های hsa-miR-34a و 3MA و ارزیابی اثر ضد توموری آن در برابر سلول‌های HCC طراحی شد. پلی پلکس های حاوی hsa-miR-34a و پلی L لیزین (PLL) با نسبت N/P بهینه 1:20 پتانسیل زتا 9.28+ را نشان دادند. این پلی کاتیون ها به طور قابل توجهی بار سطحی MA MDAC3 را برای انتقال بهینه غشای سلولی تعدیل کردند و به طور چشم گیری پایداری آن ها را افزایش دادند. نانوذرات PLL-miR34a/3MA MDAC بازده بارگذاری حدود 99.7 درصد برای miR-34a و 35 درصد برای 3MA داشتند. مطابق با وابستگی به pH، نانوذرات پلی‌پلکس PLL-miR34a/3MA MDAC در مهار بیان ژن‌های اتوفاژی (05/0p<)، از تشکیل واکوئل‌های اتوفاگوزومی جلوگیری می کنند و باعث کاهش میزان بقای سلولی، اثرات ضد مهاجرت (بیش از 100 درصد خراشیدگی) و انسداد خراش و (آپوپتوز زودرس + دیررس = 15/67 درصد) در سلول های HepG2 بسیار موثر عمل کردند. نتیجه: این اولین مطالعه ای است که 3MA و miR-34a بر روی نانوذرات سلولزی دو گانه دوست به صورت همزمان بارگذاری شده است. نانوحامل مبتنی بر مشتقات سلولزی، تاثیر ضد سرطانی عوامل درمانی بارگذاری شده نسبت به حالت آزاد افزایش داد. نانوحامل مبتنی بر سلولز ما ممکن است پتانسیل افزایش اثربخشی درمانی درمان‌های ترکیبی را برای ترجمه بالینی آینده در HCC نشان دهد.

کلمات کلیدی: هپاتوسلولار کارسینوما، نانوحامل مبتنی بر سلولز، 3MA، miR-34a، اتوفاژی، آپوپتوز