قابليت نانو ذرات نقره روي مهار تجمعات آميلوئيدي و نقش دارويي احتمالي آنها در جلوگيري از بيماري آلزايمر

Ability of Silver Nanoparticles to Inhibit Amyloid Aggregation and their Potential Role in Prevention of Alzheimer’s Disease

زمينه و هدف: تجمع پروتئينها باعث اختلال در عملكرد سلولي و بيماريهاي متعدد از جمله آلزايمر مي گردد. درمانهاي رايج اين بيماريها به دليل عدم عبور آنها از سد مغزي-عروقي موفقيت آميز نبوده است. توانايي تاثير نانو ذرات روي تجمع پروتئينها از اين نظر كه ممكن است پتانسيل درماني براي بيماريهاي مربوط به تجمع پروتئينها داشته باشند جالب به نظر مي رسد. در مطالعه حاضر اثر نانو ذرات نقره روي تجمع آميلوئيدي ليزوزيم سفيده تخم مرغ مورد بررسي قرار گرفت. روش كار: پروتئين ليزوزيم به ميزان 2 ميلي گرم بر ميلي ليتر در50 ميلي مولار بافر گلايسين، 5/2 pH=، در دماي 57 درجه سانتي گراد و در حال همزدن آرام به آميلوئيد تبديل شد. اثر نانو ذره نقره روي تجمع آميلوئيدي ليزوزيم با تكنيكهاي مختلفي مورد بررسي قرار گرفت. تجزيه و تحليل داده ها با استفاده از آزمون آماري تي مستقل و با نرم افزار SPSS16 انجام گرفت. نتايج: انكوباسيون ليزوزيم با نانو ذرات نقره در دامنه غلظتي بين 3 تا 60 ميكرو گرم بر ميلي ليتر، پروسه تجمع آميلوئيدي را مهار كرد (5/0>p). بطور جالب توجهي اين نانو ذره در غلظت پايين يعني3 ميكروگرم بر ميلي ليتر بهترين اثر را داشت. در اين غلظت زمان تاخير طولاني شد و فاز فيبري شدن بطرز چشمگيري كاهش و سميت تجمعات آميلوئيدي روي كشت سلولي نيز كاهش يافت. نتيجه گيري: در مجموع نتايج ما نشان داد كه سطوح نانو ذرات نقره مثل يك نانو چاپرون عمل كرده و باعث مهار تشكيل فيبرهاي آميلوئيدي ليزوزيم شده و بنابراين احتمال استفاده دارويي براي درمان بيماري آلزايمر وجود دارد.

Background and Aim: The aggregation of misfolded proteins leads to various cellular malfunctions and disorders such as Alzheimer’s disease. The conventional treatments of such diseases often fail due to their inability to cross the blood-brain barrier. The ability of nanoparticles to influence protein folding and aggregation and, as a result, their potential therapeutic effect in diseases involving protein aggregation, sounds promising. The objective of this study was to determine the effect of silver nanoparticles (AgNPs) on the amyloid aggregation of Hen Egg White Lysozyme (HEWL). Material and Methods: Lysozyme was dissolved at 2 mg/mL in a 50 mM glycine buffer (pH 2.5) and incubated at 57 °C while being stirred gently with Teflon magnetic bar; the result was conversion of lysozyme to amyloid. The effect of the particles was assessed using different technics: Thioflavin T (ThT), Congo Red, atomic force microscopy (AFM) and Toxic test (MTT). Data were analyzed using SPSS 16, the statistical test being the independent t-test. Results: Incubation of lysozyme with AgNPs at a concentration of 3-60 mcg/L could inhibit the HEWL fibrillation (p<0.05). Surprisingly, the lowest concentration (3 mcg/L) was found to be the most effective; at this concentration, the lag time (nucleation phase) became longer and the fibrillation phase considerably shortened. In addition, the cytotoxicity of the aggregated amyloids in the cell culture decreased. Conclusion: Based on the findings, it is concluded that silver nanoparticle surfaces can actas nanochaperones and inhibit HEWL fibrillation; thus, they can potentially be used in the treatment of Alzheimer’s disease.