Date of Award

4-2015

Document Type

Dissertation

Degree Name

Doctor of Philosophy (PhD)

Department

Biology

First Advisor

Amr Amin

Second Advisor

Yaser Greish

Third Advisor

Sherif Karam

Abstract

Hepatocellular carcinoma is one of the most common health problems that is difficult to treat. As a result of the side effects frequently experienced with conventional cancer treatments, there has been a growing interest to develop controlled drug delivery system that can reduce the mortality rate of liver cancer patients and un-harm healthy tissues. Magnetite nanoparticles are potentially important in hepatocellular carcinoma treatment, since they can be used as delivery system. Pure and coated magnetite nanoparticles were synthesized via modified co-precipitation method in air at low temperature. Various reaction parameters and coating materials have been investigated and characterized. Among these parameters and coating materials, 1.0 % of dextran was selected as an optimum coating for nanoparticles using a slow feeding rate for the Fe2+/Fe3+ reactants, maintaining the stirring and soaking temperatures at 60ºC. After that dextran-coated magnetite nanoparticles were bound to crocin, a pharmacologically active component of saffron, via cross-linker. Crocin alone has shown anti-cancer activity in different in vitro and in vivo settings by several studies. The aim of this study was to synthesize dextran-coated magnetite nanoparticles containing crocin with a higher therapeutic index for hepatocellular carcinoma treatment. The nanoparticles with crocin were tested in vitro and in vivo for their anti-cancer effects as compared to free crocin. HepG2 cells treated with crocin-dextran-coated magnetite nanoparticles showed a decrease in cell proliferation compared to control (non-treated cells) or to those treated with free crocin or dextran-coated nanoparticles. The anti-cancer activity of crocin-dextran-coated nanoparticles was also evaluated in Balb/c mice. These mice were injected with carcinogenic agent, diethylnitrosamine. Histological examination revealed several precancerous changes. The immunohistochemical analysis using antibodies indication of cell proliferation (Ki-67), apoptosis (M30-Cytodeath and Bcl-2), inflammation (cyclooxygenase-2) and angiogenesis (vascular endothelial growth factor), indicated that magnetite nanoparticles conjugated with dextran plus crocin does indeed improve its anti-tumorigenic activity over free crocin. These results provide the basis for designing new modalities for treatment of liver cancer which could hopefully reduce its high mortality rate.

Comments

يعتبر سرطان الكبد من اكثر المشاكل الصحية شيوعا التي يصعب علاجها. ونتيجة لآثار الجانبية التي عادة ما تصاحب وسائل العلاج التقليدية للسرطان, فقد كان هناك اهتمام متزايد لتطوير نظام التحكم في توجيه وتوصيل الادوية إلى مكان السرطان التي يمكن أن تقلل من معدل الوفيات بسرطان الكبد ولا تحدث ضرر بالأنسجة السليمة. جزئيات النانو الممغنطة يمكن أن تكون مهمة لعلاج سرطان الكبد لما لها من دور في زيادة كفاءة توجيه وتوصيل الأدوية. تم تحضير جزئيات النانو الممغنطة النقية والمغلفة بطريقة خاصة ومعدلة في الهواء وفي درجة حرارة منخفضة. كما تم دراسة مختلف عوامل ومعايير التفاعل ومواد التغليف. ومن بين العديد من تلك المعايير ومواد التغليف, فقد اختير 1.0 كالتلغليف الأمثل لجزيئات )nartxed( % من الديكستران النانو باستخدام معدل تنزيل بطيء للحديد الثنائي والثلاثي مع الحفاظ على درجات حرارة التحريك والتنقيع في 60 درجة مئوية. وبعد ذلك تم تحضير جزيئات النانو الممغنطة والمغلفة بالديكستران و بالكروسين. الكروسين هو العقار النشط في نبات الزعفران. وقد أثبت الكروسين عند استخدامه بمفرده قدرته في مكافحة السرطان في مختلف التجارب المخبرية بواسطة العديد من الدراسات. وكان الهدف من هذه الدراسة هو انتاج جزيئات النانو الممغنطة و المغلفة بالديكستران والتي تحتوي على الكروسين ودراسة قدرتها العلاجية لسرطان الكبد حيث تم اختبار قدرة جزيئات النانو مع الكروسين في المختبر. ولقد تم اختبار قدرة جزيئات النانو مع الكروسين في المختبر على مكافحة السرطان. و لوحظ أن الخلايا السرطانية للكبد ) HepG2 ( تراجعت في تكاثرها بعد معالجتها بجزيئات النانو المغلفة بالديكستران و الكروسين مقارنة مع الخلايا الغير معالجة, أو الخلايا المعالجة بالكروسين بمفرده أو بجزيئات النانو المغلفة بالديكستران وبدون الكروسين. كما تم تقييم قدرة جزيئات النانو المغلفة بالديكستران و الكروسين على مكافحة السرطان في فئران التجارب ) Balb/c (. حيث تم حقنها بمادة مسرطنة ( (diethylnitrosamine . وكشف الفحص النسيجي على تواجد العديد من التغيرات المصاحبة للمراحل الأولى من الاصابه بالسرطان. كما أشار التحليل الكيمياء النسيجي المناعي ) immunohistochemical ( باستخدام الأجسام المضادة المعنية بالتعرف على ix عامل التكاثر الخلوي ) Ki-67 (, وعامل موت الخلايا المبرمج ) M30-Cytodeath and Bcl-2 ( , وعامل الالتهابات الخلوية (cyclooxygenase-2) وعامل نمو الأوعية الدموية الجديدة ) vascular endothelial growth factor ) إلى أن جزيئات النانو المغلفة بالديكستران والكروسين أظهرت تحسنا ملموسا في مكافحة السرطان مقارنة بالكروسين بمفرده. تمثل تلك النتائج الأساس لتصميم طرق جديدة لعلاج سرطان الكبد الذي نأمل في أن يساهم في خفض معدلات الوفيات المرتفعة لهذا المرض العضال.

Download

Included in

Biology Commons

Share

COinS