فهرست مطالب

بیولوژی کاربردی - سال دوازدهم شماره 3 (پیاپی 47، پاییز 1401)

نشریه بیولوژی کاربردی
سال دوازدهم شماره 3 (پیاپی 47، پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/10/18
  • تعداد عناوین: 6
|
  • زینب مددی*، منوچهر فداییان، محمدعلی قاسم زاده صفحات 5-18
    هدف
    داروی لووتیروکسین برای درمان بیماری های تیروییدی که یکی از شایع ترین بیماری های مزمن در سطح جهان می باشد، کاربرد دارد و با توجه به اینکه لووتیروکسین از داروهای آبگریز با انحلال پذیری پایین و پایداری کم است، نیازمند یک سیستم دارورسانی پیشرفته است. از بین سیستم های دارورسان هدفمند حامل های متخلخل اصلاح شده مغناطیسی به علت دارا بودن گروه های جانبی، قابلیت تطبیق پذیری تخلخل های آن، ظرفیت بالایی برای ذخیره دارو دارند و طی زمان طولانی آن را آزاد و به جای پخش شدن در سراسر بدن، تنها بر سلول مورد نظر اثر می کند.
    مواد و روش ها
    پژوهش حاضر به تهیه و شناسایی چارچوب فلز-آلی و بررسی عملکرد آن در بارگیریو رهش داروی لووتیروکسین می پردازد. ابتدا نانوذره MnCuFe2O4 سنتز و توسط پلی ساکارید آلژینات پوشش داده شد. پس از آن چارچوب فلز- آلی 66-UiO روی آن قرار گرفت و کامپوزیت سه لایه MnCuFe2O4@Alginate@UiO-66 ساخته شد.
    یافته ها
    داروی لووتیروکسین بر روی نانوحامل سنتزشده بارگیری و رهایش این دارو در4/7 :pH بررسی شد. نانو کامپوزیت ساخته شده توسط روش های مختلفی از قبیل SEM, EDX, FT-IR BET مورد بررسی قرار گرفت. نانوکامپوزیت با مواد اولیه ارزان و زیست تخریب پذیر مانند آلژینات و با استفاده از یک روش آسان و با خاصیت دارورسانی هدفمند و قدرت مغناطیسی ساخته شد.
    نتیجه گیری
    این نانو کامپوزیت با ظرفیت بارگیری 87% و رهایش 73% داروی لووتیروکسین، می تواند به عنوان سیستم دارورسانی نوین و هدفمند مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: چارچوب فلز- آلی، دارورسانی، بارگیری، رهایش، لووتیروکسین، نانوکامپوزیت، هسته های مغناطیسی، پلیمر آلژینات
  • فاطمه منگلیان، زهرا معصومعلی نژاد* صفحات 19-34
    هدف
    یونجه با نام علمی Medicago sativa مهم ترین گیاه علوفه ای در ایران و بسیاری از نقاط جهان است. این گیاه به دلیل داشتن ارزش غذایی بالا و امکان کاشت در اقلیم های مختلف، به ملکه گیاهان علوفه ای مشهور است. هدف پژوهش حاضر جداسازی و شناسایی باکتری های اندوفیت از ریشه گیاه یونجه و بررسی اثرات آنتاگونیستی آنها بر باکتری های بیماری زای انسانی است.
    مواد و روش ها
    قطعه های ریشه ضدعفونی شده گیاه یونجه پس از له شدن در محیط های کشت مایع تایوگلی کولات براث و مولر هینتون براث، جهت غنی سازی، کشت داده شدند. پس از کشت های مایع، بر روی محیط های کشت مولر هینتون آگار، ایوزین متیلن بلو و مک کانکی آگار کشت انجام شد. باکتری های اندوفیت با روش رنگ آمیزی گرم و تست های بیوشیمیایی، مورد شناسایی قرار گرفتند. فعالیت آنتاگونیستی باکتری های جدا شده به روش های استریک متقاطع و دولایه ای بررسی گردید. از باکتری های دارای اثرات آنتاگونیستی، استخراج DNA انجام شد و با کاربرد پرایمر یونیورسال، تکثیر ژن SrRNA16 صورت پذیرفت. محصول PCR تعیین توالی شده و درخت فیلوژنی رسم گردید.
    یافته ها
    نتایج نشان داد باکتری های اندوفیت یونجه دارای فعالیت آنتاگونیستی بودند و در نهایت دو اندوفیت از لحاظ هویت مولکولی مورد بررسی قرار گرفتند که متعلق به جنس های انتروباکتر و سودوموناس بودند.
    نتیجه گیری
    براساس نتایج حاصل، باکتری های اندوفیت دارای تنوع زیاد و اثرات قابل توجه ضد باکتریایی می باشند.
    کلیدواژگان: اندوفیت، خواص ضد باکتریایی، باکتری های اندوفیت، گیاه یونجه، پاتوژن های انسانی
  • فاطمه جمالو* صفحات 35-62
    هدف
    یکی از گیاهان دارویی شناخته شده در طب سنتی، حنا با نام علمی Lawsonia inermis L. از خانواده Lythraceae و خرفه با نام علمی Portulaca oleracea L. از خانواده Portulacaceae می یاشد. با توجه به ترکیبات موجود در این گیاهان، خواص فراوانی از جمله خاصیت ضدمیکروبی، ضدالتهابی، ترمیم زخم، مهارکننده ی تریپسین و نقش آنتی اکسیدانی برای آن ها گزارش شده است.
    روش
    این مطالعه بر روی 24 سر رت نر در محدوده وزنی 20±200 گرم که به 4 گروه شش تایی تقسیم شدند، انجام شد. زخم هایی به طول 2 سانتی متر بر روی پوست پشت موش ها ایجاد گردید: گروه اول به عنوان کنترل بدون درمان نگهداری شدند، در گروه دوم از اسرین (کنترل منفی) و در دو گروه دیگر از پمادهای ساخته شده از حنا و خرفه با غلظت 50 درصد وزنی- وزنی در پایه اسرین روزانه استفاده گردید. مساحت زخم از روز دوم تا چهاردهم به صورت روزانه با نرم افزار Autocade اندازه گیری شد. داده ها با استفاده از نرم افزار SPSS در سطح معنی داری p<0/05 تجزیه و تحلیل شد.
    یافته ها
    کاهش مساحت زخم در همه گروه های تحت درمان با خرفه و حنا به طور معنی داری بیشتر بود. خرفه اثر بهتری را نشان داد.
    نتیجه گیری
    پماد حنا و خرفه با کاهش قابل توجه زمان ترمیم و مساحت زخم می تواند به عنوان ماده ای موثر در درمان زخم های پوستی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: زخم پوستی، گیاه حنا، گیاه خرفه، پماد، عصاره های هیدروالکلی، رت های نر نژاد ویستار
  • فاطمه مرادی، نادیا محمودی خطیر* صفحات 63-86
    هدف
    هدف پژوهش حاضر بررسی اثر نانوذرات با خاصیت آنتی اکسیدانی بر رادیکال های آزاد است.
    مواد و روش ها
    در راستای تحقق هدف پژوهش، محتوا و نتایج مقالات معتبر پژوهشی مرتبط با موضوع پژوهش حاضر، مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است.
    یافته ها
    بررسی و تحلیل نتایج پژوهش هایی که به اثر نانوذرات با خاصیت آنتی اکسیدانی بر رادیکال های آزاد پرداخته اند، نشان داد که نانوذرات به دلیل کاربردهای فراوان و خواص منحصر به فردشان اخیرا بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. استرس اکسیداتیو، عامل بسیاری از بیماری ها در انسان است. استرس اکسیداتیو پدیده ای است که در آن تعادل بین دفاع آنتی اکسیدانی و اکسیدان ها در سلول مختل می شود. آنتی اکسیدان ها از آسیب ناشی از اکسیدان ها جلوگیری می کنند. اگرچه آنتی اکسیدان ها از دیرباز شناخته شده اند، اما تحقیقات در مورد آنتی اکسیدان های طبیعی یا مصنوعی بهبودیافته، به دلیل کاربردهای عملی مهم آن ها هنوز یک موضوع مورد توجه است. آنتی اکسیدان ها ممکن است از پایداری پایین تحت اکسیژن رنج ببرند و در سیستم های بیولوژیکی می توانند قبل از رسیدن به سایت های هدف تخریب شوند؛ یا می توانند اثرات نامطلوبی بر سلامتی داشته باشند که استفاده از آنها را محدود می کند. گاهی اوقات، حذف آنتی اکسیدان ها از سیستم همگنی که به آن افزوده شده اند، پس از تاثیر آنها مطلوب است. در این زمینه، فناوری نانو فرصت های جدیدی را برای بهره برداری از خواص بی نظیر و خلاقانه نانومواد، احتمالا در ترکیب با برخی از ترکیبات طبیعی یا مصنوعی معمولی، با هدف دستیابی به «نانو آنتی اکسیدان های» پیشگام با خواص افزایش یافته، باز کرده است. برخی از نانوموادها، از جمله اکسیدهای فلزی آلی (مثلا ملانین، لیگنین) (یعنی اکسید سریم) یا نانوذرات فلزی (به عنوان مثال طلا)، فعالیت اکسیداسیون و کاهش ذاتی از خود نشان می دهند که اغلب با به دام انداختن رادیکال ها و/ یا با سوپراکسید دیسموتاز مانند و کاتالاز مرتبط است.
    نتیجه گیری
    نانوذرات معدنی با موفقیت از نظر خواص آنتی اکسیدانی مورد ارزیابی قرار گرفته اند. اخیرا نانو آنتی اکسیدان ها توانایی کاهش استرس اکسیداتیو با حساسیت بیشتر، فعالیت آنتی اکسیدانی سلولی و کمترین اثرات سیتوتوکسیک و تحویل هدفمند را نشان داده اند.
    کلیدواژگان: نانوذرات، آنتی اکسیدان، رادیکال آزاد
  • علی اکبر ایمانی* صفحات 87-106
    هدف
    هدف پژوهش حاضر شناسایی ترکیبات فرار و بررسی اثرات ضداکسیدان، ضد میکروب و ضد سرطانی گیاه خارخسک بیابانی بود.
    مواد و روش ها
    در این پژوهش گیاه خارخسک بیابانی که گیاهی علفی یک ساله، دارای انشعاب های متعدد، خوابیده روی سطح زمین، دارای ساقه هایی با کرک های مویی نرم است، مورد بررسی قرار گرفته است. محدوده انتشار جغرافیایی این گیاه در گستره ماسه زارهای ریگ بلند بیابان های آران و بیدگل می باشد. خواص زیستی ازجمله سنجش فعالیت مهار رادیکال آزاد، بررسی میزان کل ترکیبات فنلی، میزان خواص ضد میکروبی و همچنین میزان خواص سمیت سلولی آن بررسی شد. از آنجا که عصاره تام گیاه در تست سمیت سلولی میگوی آب شور میزان مهار بالایی از خود نشان داد (نزدیک به 70 میکروگرم بر لیتر)، به منظور دستیابی به اجزای موثر، استخراج با حلال به کمک قیف دکانتور در دستور کار قرار گرفت. سه جزء به دست آمده هگزانی، اتیل استاتی و آبی به طور جداگانه بررسی شد. همچنین با استفاده از ستون کروماتوگرافی پلی استایرن دی ونیل بنزن، به جداسازی جزء موثر که توانایی مهار بالاتری داشته باشد، اقدام گردید. از میان اجزای موثر جز اتیل استاتی دارای قدرت مهار نسبتا بالایی بود که به کمک دستگاه Hplc شناسای اجزای موثر آن صورت گرفت.
    یافته ها
    مقایسه قدرت ضد میکروبی گیاه خارخاسک بیابانی با آنتی بیوتیک ها، نشان داد که این گیاه دارای خاصیت آنتی میکروبیال خوبی است. همچنین با در نظر گرفتن اینکه LC50 برابر با 70 میکروگرم بر میلی لیتر تعیین شد. این مقدار نشان دهنده قدرت سمیت سلولی خوب از گیاه خارخاسک بیابانی است.
    کلیدواژگان: گیاه خارخسک بیابانی، سمیت سلولی، میگوی آب شور، اتیل استات، کروماتوگرافی، پلی استایرن دی ونیل بنزن، سرطان
  • جلال امین رضائی آستانه، فتانه تقی زاده فرهمند* صفحات 107-116
    هدف
    تصویربرداری سی‏تی‏اسکن یکی از روش های تصویربرداری برای تشخیص بهتر بعضی از بیماری‏ها است. اما در این روش تصویربرداری نیز احتمال تشخیص صحیح بیماری‏ها به علت وجود درست‏نماهای فلزی وجود دارد. وجود اینگونه درست‏نماها بیشتر در تصاویر لگن و سر رخ ‏می‏دهد که باعث عدم تشخیص صحیح و زودهنگام بیماری‏هایی چون سرطان روده بزرگ، خونریزی مغزی و سکته‏ مغزی می‏شود. در این راستا، هدف پژوهش حاضر بررسی بهبود کیفیت تصاویر سی تی اسکن در صورت وجود نماهای کاشت فلز در بدن است.
    مواد و روش ها
    در این تحقیق اساس روش پیشنهادی بر پایه درونیابی و قطعه‏بندی می‏باشد که طی نه مرحله پردازش تصویر با کیفیت نسبت به روش های قبلی، به دست می آید. مراحل بدین شرح هستند: ارتقاء کیفیت تصویر، خارج کردن نواحی قطعات فلزی، قطعه بندی قطعات فلزی، انتقال تصویر به حوزه سینوگرام، درون یابی خطی مسیرها، نرمال کردن سینوگرام، درون یابی مسیرها، فیلتر کردن، اضافه کردن قطعات فلزی.
    یافته ها
    مطالعه حاضر نشان داد که میزان تاثیرگذاری روش پیشنهادی بر روی ایمپلنت های بزرگ و کوچک، نسبت به دو روش درون یابی تغییرات کلی و درون یابی خطی، دارای کیفیت بالاتر و نسبت به روش حذف قطعات فلزی برای ایمپلنت‏های بزرگ دارای کیفیت مناسب تری بوده است.
    نتیجه گیری
    روش پیشنهادی از دو روش درون یابی خطی و حذفی مقایسه شده، عملکرد قابل قبول تر و با کارآمدی بیشتری در ناحیه لگن داشته است.
    کلیدواژگان: سیتیاسکن، درستنمای فلزی، ایمپلنت، سینوگرام، کاشت فلز، لگن
|
  • Zaynab Madadi *, Fadaeian Manochehr, Mohammad Ali Ghasemzade Pages 5-18
    Objectives
    Levothyroxine drug is used to treat thyroid diseases, which is one of the most common chronic diseases in the world, and considering that levothyroxine is a hydrophobic drug with low solubility and low stability, it requires an advanced drug delivery system. Among the targeted drug delivery systems, magnetically modified porous carriers have a high capacity to store drugs due to the presence of side groups, the adaptability of its porosity, and release it over a long period of time and instead of spreading throughout the body, it affects only the desired cell. he does.
    Materials and methods
    The present research deals with preparing and identifying the metal-organic framework and investigating its performance in levothyroxine drug loading and release. First, MnCuFe2O4 nanoparticles were synthesized and covered by alginate polysaccharide. After that, the metal-organic framework 66-UiO was placed on it and the three-layer composite MnCuFe2O4@Alginate@UiO-66 was made.
    Findings
    loading and release of levothyroxine drug on the synthesized nanocarrier was investigated at pH 7.4. The fabricated nanocomposite was examined by various methods such as SEM, EDX, FT-IR, BET. Nanocomposite was made with cheap and biodegradable raw materials such as alginate using an easy method with targeted drug delivery and magnetic strength.
    Conclusions
    This nanocomposite with 87% loading capacity and 73% levothyroxine release can be used as a new and targeted drug delivery system.
    Keywords: Metal-organic framework, Drug delivery-loading-release-levothyroxine, nanocomposite, Magnetic cores, Alginate polymer
  • Fatemeh Mangelian, Zahra Masoumalinejad * Pages 19-34
    Objectives
    alfalfa with the scientific name Medicago sativa is the most important fodder plant in Iran and many parts of the world. This plant is known as the queen of fodder plants due to its high nutritional value and the possibility of planting in different climates. The aim of the current research is to isolate and identify endophytic bacteria from alfalfa roots and investigate their antagonistic effects on human pathogenic bacteria.
    Materials and methods
    The sterilized alfalfa root pieces, after being crushed, were cultured in Tyoglycollate Broth and Muller Hinton Broth liquid culture media for enrichment. After liquid cultures, culture was done on Muller Hinton agar, eosin methylene blue and McConkey agar. Endophytic bacteria were identified by gram staining method and biochemical tests. The antagonistic activity of isolated bacteria was investigated by steric crossing and bilayer methods. From the bacteria with antagonistic effects, DNA extraction was performed and with the use of universal primer, 16SrRNA gene was amplified. The PCR product was sequenced and a phylogeny tree was drawn.
    Findings
    The results showed that alfalfa endophyte bacteria had antagonistic activity and finally, two endophytes were investigated in terms of molecular identity, which belonged to Enterobacter and Pseudomonas genera.
    Conclusions
    Based on the results, endophytic bacteria have a great diversity and significant antibacterial effects.
    Keywords: Endophyte, Antibacterial Properties, Endophytic bacteria, Alfalfa plant, human pathogens
  • Fatemeh Jamallou * Pages 35-62
    Objectives
    One of the medicinal plants known in traditional medicine, henna with the scientific name Lawsonia inermis L. comes from the Lythraceae family and purslane with the scientific name Portulaca oleracea L. comes from the Portulacaceae family. According to the compounds present in these plants, many properties such as antimicrobial, anti-inflammatory, wound healing, trypsin inhibitory and antioxidant properties have been reported for them.
    Materials and Methods
    This study was conducted on 24 male rats in the weight range of 200±20 grams, which were divided into 4 groups of six. Wounds 2 cm long were created on the back skin of mice: the first group was kept without treatment as a control, the second group was treated with Esrin (negative control) and the other two groups were treated with ointments made of henna and purslane with a concentration of 50% by weight. -Weight was used in the daily basis of Esrin. The area of the wound was measured daily from the second to the fourteenth day with Autocade software. The data were analyzed using SPSS software at a significance level of p<0.05.
    Findings
    The decrease in wound area was significantly higher in all groups treated with purslane and henna. Purslane showed a better effect.
    Conclusion
    Henna and purslane ointment can be used as effective substances in the treatment of skin wounds by significantly reducing the healing time and wound area.
    Keywords: Skin wound, Henna plant, Purslane plant, Ointment, Hydroalcoholic extracts, Male wistar rats
  • Fatemeh Moradi, Nadia Mahmoudi Khatir * Pages 63-86
    Objectives
    The purpose of this study is to investigate the effect of nanoparticles with antioxidant properties on free radicals.
    Materials and methods
    In order to achieve the goal of the research, the content and results of valid research articles related to the subject of the current research have been analyzed and reviewed.
    Findings
    Examining and analyzing the results of studies that have dealt with the effect of nanoparticles with antioxidant properties on free radicals, showed that nanoparticles have recently received much attention due to their many applications and unique properties. Oxidative stress is the cause of many diseases in humans. Oxidative stress is a phenomenon in which the balance between antioxidant defense and oxidants in the cell is disrupted. Antioxidants prevent damage caused by oxidants. Although antioxidants have been known for a long time, research on improved natural or synthetic antioxidants is still a topic of interest due to their important practical applications. Antioxidants may suffer from low stability under oxygen and in biological systems can be degraded before reaching their target sites; Or they can have adverse health effects that limit their use. Sometimes, it is desirable to remove the antioxidants from the homogenous system to which they have been added, after they have taken effect. In this context, nanotechnology has opened new opportunities to exploit the unique and innovative properties of nanomaterials, possibly in combination with some common natural or synthetic compounds, with the aim of achieving pioneering "nano-antioxidants" with enhanced properties. Some nanomaterials, including organic metal oxides (e.g., melanin, lignin) (i.e., cerium oxide) or metal nanoparticles (e.g., gold), exhibit intrinsic redox activity, often by scavenging radicals and/or It is associated with superoxide dismutase-like and catalase.
    Conclusions
    Inorganic nanoparticles have been successfully evaluated in terms of antioxidant properties. Recently, nano antioxidants have shown the ability to reduce oxidative stress with greater sensitivity, cellular antioxidant activity and minimal cytotoxic effects and targeted delivery.
    Keywords: Nanoparticles, Antioxidant, Free radical
  • Aliakbar Imani * Pages 87-106
    Objectives
    The objective of the present study was to identify volatile compounds and investigate the antioxidant, antimicrobial and anticancer effects of Tribulus longipetalus Viv.
    Materials and methods
    In this research, the Tribulus longipetalus Viv, which is an annual herbaceous plant, has many branches, lies on the ground, and has stems with soft hairs. The geographical spread of this plant is in the long sand dunes of Aran and Bidgol deserts. Biological properties, including free radical scavenging activity, total amount of phenolic compounds, antimicrobial properties and cytotoxic properties were investigated. Since the whole plant extract showed a high level of inhibition in the saltwater shrimp cell toxicity test (nearly 70 μg/liter), in order to obtain the effective components, solvent extraction using a decanter funnel was on the agenda. The three obtained components of hexane, ethyl acetate and water were analyzed separately. Also, by using a polystyrene divinylbenzene chromatography column, the effective component with higher inhibition ability was isolated. Among the effective components, except ethyl acetate, it had a relatively high inhibitory power, which was identified with the help of Hplc device.
    Findings
    Comparing the antimicrobial power of Tribulus longipetalusViv with antibiotics, showed that this plant has good antimicrobial properties. Also, considering that LC50 was determined as 70 μg/ml. This value indicates the good cytotoxic power of Tribulus longipetalus Viv.
    Keywords: Tribulus longipetalus Viv, Cellular toxicity, Brine shrimp, Ethyl acetate, Chromatography, Polystyrene divinylbenzene, cancer
  • Jalal Aminrezaei, Fataneh Taghizadeh-Farahmand * Pages 107-116
    Objective
    CT scan imaging is one of the imaging methods for better diagnosis of some diseases. But in this imaging method, there is a possibility of correct diagnosis of diseases due to the presence of metal plates. The presence of such false images mostly occurs in the images of the pelvis and head, which causes the lack of correct and early diagnosis of diseases such as colon cancer, cerebral hemorrhage, and stroke. In this regard, the aim of the present study is to investigate the improvement of the quality of CT scan images in the presence of metal implants in the body.
    Materials and methods
    In this research, the basis of the proposed method is based on interpolation and segmentation, which is achieved through nine stages of image processing with high quality compared to previous methods. The steps are as follows: improving image quality, removing regions of metal parts, segmenting metal parts, transferring the image to the sinogram area, linear interpolation of paths, normalizing the sinogram, interpolating paths, filtering, adding metal parts.
    Findings
    The present study showed that the effectiveness of the proposed method on large and small implants has a higher quality than the two methods of interpolation of general changes and linear interpolation, and it has a more suitable quality than the method of removing metal parts for large implants.
    Conclusion
    The proposed method has a more acceptable and more efficient performance in the pelvic region than the two linear and elimination interpolation methods compared.
    Keywords: CT Scan, Metal orthography, Implant, Sinogram, Metal Implant, Pelvis