طراحي و تهيه نانوذرات فتولومينسنت مبتني بر پپتيدهاي كايمريك- نقاط كوانتومي گرافن به‌منظور انتقال عوامل دارويي به درون هسته سلول و رديابي آنها

Design and Preparation of Photoluminescent Nanoparticles based on Chimeric Peptides- Graphene Quantum Dots for Nuclear Drug Delivery and Tracking

يكي از چالش‌هاي اصلي درمان بيماري‌ها با نقص ژنتيكي از جمله سرطان، انتقال ناكارآمد مولكول‌هاي دارويي و عدم توانايي آشكارنمودن و رديابي داروي انتقال‌يافته به جايگاه هدف است. بنابراين يافتن نانوحامل‌هايي با اثرات دوگانه انتقال دارو به هسته و رديابي مولكول درمانگر، اخيراً در اولويت تحقيقاتي محققان اين حوزه قرار گرفته است. هدف از اين مطالعه، طراحي نانوذرات فتولومينسنت مبتني بر نقاط كوانتومي گرافن فاقد سميت و پپتيدهاي كايمريك MPG-2H1 با قابليت دوگانه ورود عوامل ژنتيكي كوچك به درون هسته و رديابي آنها است. در اين مطالعه نقاط كوانتومي گرافن (GQD) داراي رنگ نشري سبز توسط روش هامر و سالوترمال سنتز شدند و از طريق اسپكتروسكوپي‌هاي UV-Vis، فتولومينسنت (PL)، رامان و ميكروسكوپي SEM مورد بررسي قرار گرفتند. GQDها از طريق ميان‌كنش‌هاي غيركووالان به پپتيدهاي كايمريك MPG-2H1 متصل شدند. اتصال به پپتيد سبب تغيير پتانسيل زتا به مقادير مثبت‌تر شد (از 6/38- به 1/11- در كمپلكس 1، 6/9- در كمپلكس 2 و 74/5- در كمپلكس3). نتايج سنجش تاخيري ژل آكريل آميد حاكي از برقراري اتصال بين پپتيد و GQDها است. سميت سلولي GQD و MPG-2H1 توسط سنجش MTT بررسي و در نهايت تصويربرداري سلولي انجام شد. نتايج حاكي از پتانسيل بالاي ورود كمپلكس‌هاي فاقد سميت MPG-2H1/GQD به سلول بود، در حالي كه GQDهاي آزاد ورود چشمگيري به درون سلول نشان ندادند.

One of the main challenges in the treatment of genetic disorders, such as cancer, is inefficiency of drug delivery systems and their inability to monitor and track delivered drug to the targeted site. Therefore, the design of novel nanocarriers with dual capabilities of nuclear drug delivery and tracking have recently turned into a research priority for this field’s scholars. The aim of this study is to design photoluminescence nanostructures based on both non-cytotoxic graphene quantum dots and chimeric peptides, with dual capabilities namely tracking and delivering small genetic agents into the nucleus. The GQDs with green emission color were synthesized by Hummer’s and solvothermal methods and characterized by UV-Vis, photoluminescence (PL), Raman spectroscopies, and scanning electron microscopy (SEM). GQDs were conjugated with MPG-2H1 chimeric peptides through noncovalent interactions. Following conjugation step, the ζ-potential of the complex increased (From -38.6 to -11.1 in complex1, -9.6 in complex2 and -5.74 in complex3). The conjugation was confirmed by native acrylamide gel retardation assay. The cytotoxicity of the GQDs was investigated by MTT assay and finally, bioimaging was carried out. The results showed that MPG-2H1/ GQD complexes can enter cells; however, free-GQDs didn’t enter the cells significantly.