ارزیابی خصوصیات نانوذرات نقره سنتز شده با استفاده از عصاره برگ گیاه گون گزی (Astragalus brachycalyx L.) و اثر آن بر دیابت در موش صحرایی نژاد ویستار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای فارماکولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

2 استاد، گروه علوم پایه، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

3 دانشجوی پزشکی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شیراز، شیراز، ایران

چکیده

    این آزمایش بر روی موش­های صحرایی (نژاد ویستار با وزن بدن 10±210 گرم) دیابتی در قالب طرح کاملاً تصادفی با هفت تکرار در آزمایشگاه گروه فارماکولوژی دانشکده­ی دامپزشکی دانشگاه شیراز در سال 1401 انجام شد.  در تحقیق حاضر از عصاره­ی برگ A. brachycalyx برای بیوسنتز نانو ذرات نقره (AgNPs) استفاده شد.  این مطالعه به منظور ارزیابی تأثیر عصاره­ی برگ A. brachycalyx و نانوذرات تشکیل‌شده از آن بر دیابت (موش‌های دیابتی شده توسط استرپتوزوتوسین) طراحی شد.  نانوذرات نقره (AgNPs) سنتز شده از  A. brachycalyx (ABLE-AgNPs) با کمک طیف‌سنجی نور مرئی، مادون قرمز، میکروسکوپ الکترونی و طیف سنجی تغییر شکل فوریه به مادون قرمز و پخش کننده­ی دینامیک نور مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند.  عصاره­ی A. brachycalyx و ABLE-AgNPs از نظر فعالیتشان به عنوان یک عامل ضد دیابت در موش مورد بررسی قرار گرفتند.  تیمارهای مورد بررسی شامل:  1. کنترل سالم، 2. کنترل حلال، 3. موش‌های دیابتی که عصاره A. brachycalyx با دوز 100 میلی‌گرم بر کیلوگرم دریافت کردند.  4. موش­های دیابتی که عصاره­یA. brachycalyx را با دوز 200 میلی­گرم بر کیلوگرم دریافت کردند، 5. موش­های دیابتی که 30 میلی­گرم بر کیلوگرم عصاره­یA. brachycalyx-AgNP را دریافت کردند و 6. موش‌های دیابتی که 60 میلی‌گرم بر کیلوگرم عصاره­ی A. brachycalyx-AgNP را دریافت کردند.  میکروسکوپ الکترونی نشان داد که ذرات سنتز شده در محدوده­ی اندازه­ی 4 تا 25 نانومتر هستند.  شرایط دیس لیپیدمیک همان طور که در کنترل دیابتی مشاهده شد در موش­های دیابتی تیمار شده با AgNPs به طور قابل توجهی بهبود یافت.  علاوه بر این، AgNPs سطح گلوکز خون را در طول دوره­ی کاربرد کاهش داد.  بهبود در وزن بدن نیز شاهدی بر اثر مثبت AgNP-A. brachycalyx  به عنوان یک عامل ضد دیابتی بالقوه در موش­های دیابتی STZ بود.  بیشترین وزن موش در پایان مراحل تیمار (21روز) مربوط به تیمار 6 (60 میلی‌گرم بر کیلوگرم نانوذرات نقره) بود.  تیمار 2 (دیابتی و عدم دریافت دارو) کاهش رشد و وزن نشان داد.  تیمار 2 دارای روند افزایشی در میزان سطح گلوکز خون بود.  در حالی که تیمارهای کاربرد عصاره و نانوذره A. brachycalyx روند کاهشی سطح گلوکز خون را نشان دادند.  کاهش سطح گلوکز خون در تیمار 6 بیشتر از سایر تیمارها (71 درصد) بود.  در این مطالعه نشان داده شد که نانوذرات نقره ایمن و سازگار با محیط زیست هستند، از این رو، این نانوذرات نقره می­توانند در درمان سندرم مرتبط با دیابت مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه‌ها


Ahmed, S.S., Prakash, K.C., Tabassum, S., Salma, N., & Devi, K.A. (2021). Antidiarrhoeal Potential of various Solvent Extracts of Achyranthes aspera against three diverse diarrhoeal animal models. Res. J. Pharm. Technol, 14,4173–4177
Alarcon-Aguilara, F.J., Roman-Ramos, R., Perez-Gutierrez, S., Aguilar-Contreras, A., Contreras-Webar, C.C., & Felores-Saenz, J.L. (1998). Study of the anti-hyperglycemic effect of plants used as antidiabetics. J. Ethnopharmacol, 61,101–110
Amin, G. (1991). Traditional medicinal plants of Iran, first volume, publications of the research assistant of the Ministry of Health. Medical Education, Tehran., 230 pages.
Anand, U., Jacobo-Herrera, N., Altemimi, A., & Lakhssassi, N. A. (2019). Comprehensive review on medicinal plants as antimicrobial therapeutics: Potential avenues of biocompatible drug discovery. Metabolites, 9,258
Anand, U., Tudu, C.K., Nandy, S., Sunita, K., Tripathi, V., Loake, G.J., Dey, A., & Pro´cków, J. (2022). Ethnodermatological use of medicinal plants in India: From ayurvedic formulations to clinical perspectives—A review. J. Ethnopharmacol, 284,114744
Anandalakshmi, K., Venugobal, J., & Ramasamy, V. (2016). Characterization of silver nanoparticles by green synthesis method using Pedalium murex leaf extract and their antibacterial activity. Appl. Nanosci, 6,399–408
Aravinthan, A., Govarthanan, M., Selvam, K., Praburaman, L., Selvankumar, T., Balamurugan, R., Kamala-Kannan, S., & Kim, J.H. (2015). Sunroot mediated synthesis and characterization of silver nanoparticles and evaluation of its antibacterial and rat splenocyte cytotoxic effects. Int. J. Nanomed, 10,1977–1983
Asthana, A., Verma, R., Singh, A.K., Susan, A.H., & Adhikari, R. (2016). Silver Nanoparticle Entrapped Calcium-Alginate Beads for Fe (II) Removal via Adsorption. in Macromolecular Symposia: Wiley Online Library.
Bala, N., Saha, S., Chakraborty, M., Maiti, M., Das, S., Basu, R., & Nandy, P. (2015). Green synthesis of zinc oxide nanoparticles using Hibiscus subdariffa leaf extract: Effect of temperature on synthesis, anti-bacterial and anti-diabetic activity, RSC Advances, 5,4993-5003
Banerjee, P., Satapathy, M., Mukhopahaya, A., & Das, P. (2014). Leaf extract mediated green synthesis of silver nanoparticles from widely available Indian plants: synthesis, characterization, antimicrobial property and toxicity analysis. Bioresour. Bioprocess, 1,3
Baynes, J.W., & Thorpe, S.R. (1996). The role of oxidative stress in diabetic complications. Endocrinol. J, 3,277–284
Bayrami, A., Haghgooie, S., Rahim Pouran, Sh., Mohammadi Arvanag, F., & Habibi-Yangjeh, A. (2020). Synergistic antidiabetic activity of ZnO nanoparticles encompassed by Urtica dioica extract. Advanced Powder Technology, 31,2110-2118
Berardis, B.D., Civitelli, G., Condello, M., Lista, P., Pozzi, R., Arancia, G., & Meschini S. (2010). Exposure to ZnO nanoparticles induces oxidative stress and cytotoxicity in human colon carcinoma cells. Toxicology and Applied Pharmacology, 246,116–127
Chen, Z. K., & Hu, S. J. (2003). The experimental study progress of effect of astragalus membranaceus on cardiovascular diseases,” Advances in Cardiovascular Disease, 24,113–116
Das, SK., Motiar, Md., Khan, R., Arun, K., Akhil, G., Das, R., & BaranMandal, A. (2012). Silver-nano biohybride material: synthesis, characterization and application in water purification. Bioresour Technol, 124,495–499
DeFronzo, R.A., Ferrannini, E., Groop, L., Henry, R.R., Herman, W.H., Holst, J.J., Hu, F.B., Kahn, C.R., Raz, I., & Shulman, G.I. (2015). Type 2 diabetes mellitus. Nat. Rev. Dis. Primers, 1,15019
Dubey, S.P., Lahtinen, M., Sa¨rkka¨, H., & Sillanpa¨a¨, M. (2010). Bioprospective of Sorbus aucuparia leaf extract in development of silver and gold nanocolloids. Colloids Surf. B, 80,26–33
Grover, J.K., Yadav, S., & Vats, V. (2002). Medicinal plants of India with antidiabetic potential. J. Ethanopharmacol, 81,81–100
Hamida, R.S., Abdelmeguid, N.E., Ali, M.A., Bin-Meferij, M.M., & Khalil, M.I. (2020). Synthesis of silver nanoparticles using a novel cyanobacteria Desertifilum sp. extract: Their antibacterial and cytotoxicity effects. Int. J. Nanomed, 15,49–63
He, Y., Du, Z., Lv, H., Jia, Q., Tang, Z., Zheng, X., Zhang, K., & Zhao, F. (2013). Green synthesis of silver nanoparticles by Chrysanthemum morifolium Ramat. extract and their application in clinical ultrasound gel. Int J Nanomedicine, 8,1809-1815. doi: 10.2147/IJN.S43289. Epub 2013 May 7. PMID: 23687447; PMCID: PMC3653761.
Hii, C. S., & Howell, S. l. (1985). Effects of flavonoids on insulin secrtion and 45ca2+ handling in rat islets of langerhans. J Endocrinol, 107(1),1-8.
Hosseinzadeh, H., Ramzani, M., & Danaei, A.R. (2002). Antihyperglysemic effect and acute toxicity of Securigera securidaca L. seed extracts in mice. Phytotherapy Research, 16,745-747. doi: 10.1002/ptr.1020. PMID: 12458478.
Jain, R., Sharma, A., Gupta, S., Sarethy, I.P., & Gabrani, R. (2011). Solanum nigrum: current perspectives on therapeutic properties. Altern. Med. Rev, 6,78–85
Kesharwani, J., Yoon, K.Y., Hwang, J., & Rai, M. (2009). Phytofabrication of silver nanoparticles by leaf extract of Datura metel: Hypothetical mechanism involved in synthesis. J. Bionanosci, 3,39–44
Kumar, V, G, Gokavarapu, S.D., Rajeswari, A., Dhas, T.S., Karthick, V., Kapadia, Z., Shrestha, T., Barathy, I.A., Roy, A., &Sinha, S. (2011). Facile green synthesis of gold nanoparticles using leaf extract of antidiabetic potent Cassia auriculata. Colloids Surf B: J. Biointerfaces, 87,159–163. doi: 10.1016/j.colsurfb.2011.05.016. Epub 2011 May 13. PMID: 21640563.
Li, J., YuL., LiN., & Wang, H. (2000). Astragalus mongholicus and Angelica sinensis compound alleviates nephrotic hyperlipidemia in rats. Chin Med J, 113(4),310-314
Lin, S., Huang, R., Cheng, Y., Liu, J., & wiesner, R. (2013). Silver nanoparticle-alginate composite beads for point-of-use drinking water disinfection. Water Res, 47,3959–65
Martinez-Castanon, G.A., Nino-Martinez, N., Martinez-Gutierrez, F., Martinez-Mendoza, J.R., & Ruiz, F. (2008). Synthesis and antibacterial activity of silver nanoparticles with different sizes. J. Nanopart. Res, 10,1343–1348
Modi, P., (2007). Diabetes beyond insulin: review of new drugs for treatment of diabetes mellitus. Curr. Drug Discov. Technol, 4,39–47
Mukunthan, K.S., Elumalai, E.K., Patel, T.N., & Murty, V.R. (2011). Catharanthus roseus: a natural source for the synthesis of silver nanoparticles. Asian Pac. J. Trop. Biomed, 1,270–274
Nomura, M., Takahashi, T., Nagata, N., Tsutsumi, K., Kobayashi, S., Akiba, T., Yokogawa, K., Moritani, S., & Miyamoto, K. (2008). Inhibitory mechanisms of flavonoids on insulin-stimulated glucose uptake in MC3T3-G2/PA6 adipose cells. Biol Pharm Bull J, 31 (7) in press.
Oguntibeju, O.O. (2019). Type 2 diabetes mellitus, oxidative stress and inflammation: Examining the links. Int. J. Physiol. Pathophysiol. Pharmacol, 11,45–63
Pachava, S., Puttachari, S., Shariff, A., & Thakur, R.S. (2014). Formulation and Evaluation of Solid Self microemulsifying Drug Delivery System of a Selective Second Generation Cephalosporin Antibiotic. Int. J. Pharm. Sci. Rev. Res, 24,176–181
Parameswaran, G., & Ray, D.W. (2022). Sleep, circadian rhythms, and type 2 diabetes mellitus. Clin. Endocrinol. News, 96,12–20
Ping, H., Zhang, M.,  ShuguiLi, H.K., aChen, Q., Sun, C., & Zhang., T. (2012). Visual detection of melamine in raw milk by label-free silver nanoparticles. Food Control, 23,191–197
Rahman, A.U.R., & Zaman, K. (1989). Medicinal plant with hypoglycemic activity. Journal of ethnopharmacology, 26,1-55
Saeedi, P., Petersohn, I., Salpea, P., Malanda, B., Karuranga, S., Unwin, N., Colagiuri, S., Guariguata, L., Motala, A.A., & Ogurtsova, K. (2019). Global and regional diabetes prevalence estimates for 2019 and projections for 2030 and 2045: Results from the International Diabetes Federation Diabetes Atlas. Diabetes Res. Clin. Pract, 157, 107843
Singhal, G., Bhavesh, R., Kasariya, K., Sharma, A.R., & Singh, R.P. (2011). Biosynthesis of silver nanoparticles using Ocimum sanctum (Tulsi) leaf extract and screening its antimicrobial activity. J. Nanoparticle Res, 13,2981–2988
SreeHarsha, N., Shariff, A., Shendkar, Y.A., Al-Dhubiab, B.E., & Meravanige, G. (2019). Development and Evaluation of a (SEDDS) Self—Emulsifying Drug Delivery System for Darifenacin Hydrobromide. Indian J. Pharm. Educ. Res, 53, 204–212
Swanston-Flatt, S.K., Day, C., Bailey, C.J., & Flatt, P.R. (1990). Traditional plant treatment for diabetes: studies in normal and streptozotocin diabetic mice. Diabetologia, 33,462–464
Thompson, D.G., Enright, A., Faulds, K., Smith, W.E., & Graham, D. (2008). Ultrasensitive DNA detection using oligonucleotide-silver nanoparticle conjugates. Anal Chem, 80(8),2805-10. doi: 10.1021/ac702403w. Epub 2008 Feb 29. PMID: 18307361.
Turin, A., & Radobuljac, M.D. (2021). Psychosocial factors affecting the etiology and management of type 1 diabetes mellitus: A narrative review. World J. Diabetes, 12, 1518
Vigneshwaran, N., Kathe, A.A., Varadarajan, P.V., Nachane, R.P., & Balasubramanya, R.H. (2007). Functional finishing of cotton fabrics using silver nanoparticles. J Nanosci Nanotechnol, 7(6), 1893-1897. doi: 10.1166/jnn.2007.737. PMID: 17654961.
Xian-qing, M.A.O., Yong, W.U., Ke, W.U., Ming, L.I.U., Jing-fang Z., Feng, Z.O.U., & Jing-ping, O.Y. (2007). Astragalus polysaccharide reduces hepatic endoplasmic reticulum stress and restores glucose homeostasis in a diabetic KKAY mouse model. Acta Pharmacol Sin, 28(12), 1947–1956
Yong, W.U., Jing-ping, O.U., YANG, W.U., Ya, W., Yun-feng, Z., and Chong-yuan, W. (2005). Hypoglycemic effect of Astragalus polysaccharide and its effect on PTP1B. Acta Pharmacologica Sinica, 26(3), 345–352
Zhang, Y.J. (1986). Effects of changes of testa penetrability on germination and storability of seeds of Astragalus sinicus. Zhejiang Agricultural Science, 1, 33-35.