اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات286
تعداد نشریات سازمان84
تعداد شماره‌ها2,829
تعداد مقالات32,098
تعداد مشاهده مقاله40,864,102
تعداد دریافت فایل اصل مقاله18,113,724
Nemati Shizari, L, Mohamadpour Dounighi, N, Bayat, M, Mosavari, N. (1400). A New Amphotericin B-loaded Trimethyl Chitosan Nanoparticles as a Drug Delivery System and Antifungal Activity on Candida albicans Biofilm. سامانه مدیریت نشریات علمی, 76(3), 575-590. doi: 10.22092/ari.2020.342702.1477
L Nemati Shizari; N Mohamadpour Dounighi; M Bayat; N Mosavari. "A New Amphotericin B-loaded Trimethyl Chitosan Nanoparticles as a Drug Delivery System and Antifungal Activity on Candida albicans Biofilm". سامانه مدیریت نشریات علمی, 76, 3, 1400, 575-590. doi: 10.22092/ari.2020.342702.1477
Nemati Shizari, L, Mohamadpour Dounighi, N, Bayat, M, Mosavari, N. (1400). 'A New Amphotericin B-loaded Trimethyl Chitosan Nanoparticles as a Drug Delivery System and Antifungal Activity on Candida albicans Biofilm', سامانه مدیریت نشریات علمی, 76(3), pp. 575-590. doi: 10.22092/ari.2020.342702.1477
Nemati Shizari, L, Mohamadpour Dounighi, N, Bayat, M, Mosavari, N. A New Amphotericin B-loaded Trimethyl Chitosan Nanoparticles as a Drug Delivery System and Antifungal Activity on Candida albicans Biofilm. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1400; 76(3): 575-590. doi: 10.22092/ari.2020.342702.1477

A New Amphotericin B-loaded Trimethyl Chitosan Nanoparticles as a Drug Delivery System and Antifungal Activity on Candida albicans Biofilm

Archives of Razi Institute
مقاله 20، دوره 76، شماره 3، آذر 2021، صفحه 575-590    اصل مقاله (829.59 K)
نوع مقاله: Original Articles
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ari.2020.342702.1477
نویسندگان
L Nemati Shizari1؛ N Mohamadpour Dounighi* 2؛ M Bayat1؛ N Mosavari3
1Department of Microbiology, Medical and Veterinary Mycology, Faculty of Veterinary Specialized Science, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2Department of Human Vaccine and Serum, Razi Vaccine and Serum Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
3Department of Tuberculosis, Razi Vaccine and Serum Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
چکیده
Amphotericin B (AmB) is an effective antifungal agent; however, the application of AmB is associated with a number of drawbacks. Application of nanoparticles (NPs) is known to improve the efficiency of drug delivery to the target tissues, compared to the traditional methods. In this study, a novel method of NPs preparation was developed. The trimethyl chitosan (TMC) was synthesized using low molecular weight chitosan and was used for the preparation of TMC-NPs through ionic gelation method. Afterward, AmB-loaded TMC-NPs (TMC-NPs/AmB) were prepared and their drug delivery potential was testes. The TMC-NPs and TMC-NPs/AmB were characterized for their structure, particle size, Zeta potential, polydispersity index, morphology, loading efficiency, loading capacity, in vitro release profile, release kinetic, and entrapped AmB potency. The cytotoxicity and antifungal activity of TMC-NPs/AmB against Candida albicans biofilm were evaluated. The quaternization of TMC was estimated to be 36.4%. The mean particle size of TMC-NPs and TMC NPs/AmB were 210±15 and 365±10 nm, respectively, with a PDI of 0.30 and 0.4, ZP of +34±0.5 and +28±0.5 mV, respectively. Electron microscopy analysis indicated uniform spherical shapes with smooth surfaces. The TMC-NPs/AmB indicated LE of 76% and LC of 74.04 % with a potency of 110%. The release profile of TMC-NPs/AmB was best explained by the Higuchi model. The initial release after 10 h was obtained at 38%, and the rates of release after 36 and 84 h were determined at 67% and 76% respectively, which was significantly different (P<0.05) from previous time points. The minimum inhibitory concentration (MIC) (50%) of NPs/AmB and AmB were 0.65 and 1.75 μg/mL, and the MIC 80% were determined at 1.95 and 7.75 μg/mL, respectively, demonstrating a significant improvement in antifungal activity. The half-maximal inhibitory concentration for TMC-NPs/AmB and AmB were estimated at 86 and 105 μg/mL, respectively, indicating a significant reduction in cytotoxicity and the adverse effect. This study could successfully introduce a practical method to synthesize TMC-NPs. The encapsulation process was efficient and significantly improved the antifungal activity of AmB. The developed method can be applied to improve the feasibility of oral delivery while reducing the adverse effects associated with traditional methods.
کلیدواژه‌ها
Amphotericin B؛ Nanoparticles؛ Trimethyl Chitosan؛ Candida albicans؛ Biofilm
عنوان مقاله [English]
تهیه نانوذرات تری متیل کیتوزان و بارگیری آمفوتریسین ب برای طراحی سیستم جدید دارو رسانی و بررسی فعالیت ضد قارچی نانو داروی آمفوتریسین بر علیه بیوفیلم کاندیدا آلبیکنس
چکیده [English]
باوجود پتانسیل بالایی که آمفوتریسین ب در درمان انواع عفونت‌های قارچی دارد، عوارض جانبی گسترده آن منجر به عدم استفاده آن در خط اول درمان گردیده است. استفاده از فنّاوری تولید نانوذرات دارویی در این راستا می‌تواند در کاهش این محدودیت‌ها نقش مؤثری داشته باشد. در این مطالعه تری‏ متیل ‏کیتوزان با درصد کواتریزاسیون 36.4 با استفاده از کیتوزان با وزن مولکولی پایین سنتز و برای تهیه نانو ذرات دارویی با روش ژلاسیون یونی بکار گرفته شد. پس از بهینه‌سازی نانوذرات، دارو بارگیری شده و در بررسی‏های انجام‌شده سایز نانو ذرات، پتانسیل زتا و شاخص پراکندگی در نانو ذرات خالی و دارویی به ترتیب معادل 15±210 و 10±365 نانومتر، 0.5±34 و 0.5±28 میلی ولت و 0.3 و 0.4 به دست آمد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی شکل کروی و سطح صاف نانو ذرات را قبل و بعد بارگیری دارو را نشان داد. ظرفیت و بازده بارگذاری در نانوذرات دارویی به ترتیب 76 و 74.04 درصد بود. رهایش اولیه نانو دارو پس از 10 ساعت، 38 درصد و میزان رهاسازی در مرحله بعدی پس از 36 و 84 ساعت به میزان 67 و 76 درصد مشاهده شد که ازنظر آماری اختلاف با زمان‌های قبلی داشته است (P <0.05). درتحلیل ضریب رگرسیون برای تعیین پروفایل رهایش، مدل هیگوشی سازگارترین بوده است و میزان توانمندی دارو 110درصد محاسبه شد. در آزمایش سمیت سلولی، میزان CT50 توسط داروی سنتی و فرم نانودارو به ترتیب معادل 105 و 86 میکروگرم در میلی‌لیتر بود که نشان‌دهنده کاهش میزان سمیت سلولی و عوارض جانبی نانو دارو است. در بررسی فعالیت ضد قارچی بر روی بیوفیلم کاندیدا آلبیکنس، میانگین MIC50% مهار بیوفیلم به ترتیب در داروی سنتی و نانو دارو معادل 0.65 و 1.75 و میانگین MIC80% آن به ترتیب معادل 1.95 و 7.75 میکروگرم در میلی‌لیتر بود. این مطالعه می‌تواند یک روش عملی را برای سنتز نانوذرات تری متیل کیتوزان معرفی کند. نتایج نشان می ‏دهد که روند تهیه نانوذرات دارویی کارآمد بوده و فعالیت ضد قارچی آمفوتریسین را بهبود بخشیده است. همچنین می‌تواند امکان استفاده از انواع روش های جذب دارو را تسهیل کند و درعین‌حال عوارض جانبی و محدودیت‌های استفاده از فرم سنتی آن را کاهش دهد.
کلیدواژه‌ها [English]
آمفوتریسین ب, نانو ذرات, تری متیل کیتوزان, کاندیدا آلبیکنس, بیوفیلم
مراجع
  1. Sanchez DA, Schairer D, Tuckman-Vernon C, Chouake J, Kutner A, Makdisi J, et al. Amphotericin B releasing nanoparticle topical treatment of Candida spp. in the setting of a burn wound. Nanomed-Nanotechnol. 2014;10(1):269-77.
  2. Grela E, Zdybicka-Barabas A, Pawlikowska-Pawlega B, Cytrynska M, Wlodarczyk M, Grudzinski W, et al. Modes of the antibiotic activity of amphotericin B against Candida albicans. Sci Rep. 2019;9(1):1-10.
  3. Roy G, Galigama RD, Thorat VS, Mallela LS, Roy S, Garg P, et al. Amphotericin B containing microneedle ocular patch for effective treatment of fungal keratitis. Int J Pharm. 2019;572:118808.
  4. Dominguez E, Zarnowski R, Choy H, Zhao M, Sanchez H, Nett J, et al. Conserved Role for Biofilm Matrix Polysaccharides in Candida auris Drug Resistance. mSphere. 2019;4.
  5. Dominguez E, Zarnowski R, Choy HL, Zhao M, Sanchez H, Nett J, et al. Conserved Role for Biofilm Matrix Polysaccharides in Candida auris Drug Resistance. mSphere. 2019;4(1):e00680-18.
  6. Wang JJ, Zeng ZW, Xiao RZ, Xie T, Zhou GL, Zhan XR, et al. Recent advances of chitosan nanoparticles as drug carriers. Int J Nanomedicine. 2011;6:765-74.
  7. Singh G, Kaur T, Kaur A, Kaur R, Kaur R. Analytical methods for determination of Amphotericin B in biological samples: a short review. JABS. 2014;1:R26-R32.
  8. Salah R, editor Antileishmanial activities of chitin and chitosan prepared from shrimp shell waste. Int Conf Chem Mettalurgy Environ Eng; 2015.
  9. Vongchan P, Wutti-In Y, Sajomsang W, Gonil P, Kothan S, Linhardt RJ. N, N, N-Trimethyl chitosan nanoparticles for the delivery of monoclonal antibodies against hepatocellular carcinoma cells. Clin Microbiol  Infect. 2011;85(1):215-20.
  10. Wu J, Huang Y, Yao R, Deng S, Li F, Bian X. Preparation and characterization of starch nanoparticles from potato starch by combined solid‐state acid‐catalyzed hydrolysis and nanoprecipitation. Starch Starke. 2019;71(9-10):1900095.
  11. Cakic M, Glisic S, Nikolic G, Nikolic GM, Cakic K, Cvetinov M. Synthesis, characterization and antimicrobial activity of dextran sulphate stabilized silver nanoparticles. J Mol. 2016;1110:156-61.
  12. Xu C, Rezeng C, Li J, Zhang L, Yan Y, Gao J, et al. 1H NMR-Based Metabolomics Study of the Toxicological Effects in Rats Induced by “Renqing Mangjue” Pill, a Traditional Tibetan Medicine. Front Pharmacol. 2017;8:602.
  13. Perez AP, Altube MJ, Schilrreff P, Apezteguia G, Celes FS, Zacchino S, et al. Topical amphotericin B in ultradeformable liposomes: Formulation, skin penetration study, antifungal and antileishmanial activity in vitro. Colloids Surf B. 2016;139:190-8.
  14. Farhadian A, Dounighi NM, Avadi M. Enteric trimethyl chitosan nanoparticles containing hepatitis B surface antigen for oral delivery. Hum Vaccin Immunother. 2015;11(12):2811-8.
  15. Wu M, Long Z, Xiao H, Dong C. Recent research progress on preparation and application of N, N, N-trimethyl chitosan. Carbohydr Res. 2016;434:27-32.
  1. Ofori-Kwakye K, Mfoafo KA, Kipo SL, Kuntworbe N, El Boakye-Gyasi M. Development and evaluation of natural gum-based extended release matrix tablets of two model drugs of different water solubilities by direct compression. Saudi Pharm J. 2016;24(1):82-91.
  2. Xu J, Xu B, Shou D, Xia X, Hu Y. Preparation and evaluation of vancomycin-loaded N-trimethyl chitosan nanoparticles. Polymers. 2015;7(9):1850-70.
  3. AL-Quadeib BT, Radwan MA, Siller L, Horrocks B, Wright MC. Stealth Amphotericin B nanoparticles for oral drug delivery: In vitro optimization. Saudi Pharm J. 2015;23(3):290-302.
  4. Zarifpour M, Hadizadeh F, Iman M, Tafaghodi M. Preparation and characterization of trimethyl chitosan nanospheres encapsulated with tetanus toxoid for nasal immunization studies. Pharm Sci. 2013;18(4):193-8.
  5. Yan C, Hu CQ. Improvement of microbiological potency measurement of amphotericin B. Chinese Antibiot. 2013;38:434-9.
  6. Pharmacopoeia U, editor National Formulary.< 81> Antibiotics-Microbial assays. USP32-NF27, US Pharmacopeial Convention Inc, Rockville, USA; 2009.
  7. De Jong WH, Borm PJ. Drug delivery and nanoparticles: applications and hazards. Int J Nanomed. 2008;3(2):133.
  8. Pant A, Negi JS. Novel controlled ionic gelation strategy for chitosan nanoparticles preparation using TPP-β-CD inclusion complex. Eur J Pharm SCI. 2018;112:180-5.
  9. Mourya VK, Inamdar NN. Trimethyl chitosan and its applications in drug delivery. J Mater Sci Mater Med. 2009;20(5):1057-79.
  10. Rebelatto MC, Guimond P, Bowersock TL, HogenEsch H. Induction of systemic and mucosal immune response in cattle by intranasal administration of pig serum albumin in alginate microparticles. Vet Immunol Immunopathol. 2001;83(1):93-105.
  11. Yien L, Zin NM, Sarwar A, Katas H. Antifungal activity of chitosan nanoparticles and correlation with their physical properties. Int J Biomater. 2012;2012.
  12. Chen F, Zhang Z-R, Huang Y. Evaluation and modification of N-trimethyl chitosan chloride nanoparticles as protein carriers. Int J Pharm. 2007;336(1):166-73.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 1,834
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 779


counter
سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب