www.mums.ac.ir Medical Journal of Mashhad University of Medical Sciences Vol. 59, No. 3 P: 201-210 Jul-Aug 2016 مجله دانشكده پزشكي دانشگاه علوم پزشكي مشهد سال 95 شماره 3 مرداد- شهریور 59 صفحه: 102-120 مقاله مروری نانو ذرات در تشخیص و درمان عفونت هپاتیت تاریخ دریافت: 59/3/6 تاریخ پذیرش 59/4/01 2 کیانا کتابي * 1 زهرا مشكات 2- دانشجوی کارشناسي ارشد مرکز تحقیقات مقاومتهای میكروبي دانشگاه علوم پزشكي مشهد مشهد ایران 1- دانشیارگروه ویروس شناسي پزشكي مرکز تحقیقات مقاومتهای میكروبي دانشگاه علوم پزشكي مشهد مشهد ایران * مشهد- دانشگاه علوم پزشكي مشهد مرکز تحقیقات مقاومتهای میكروبي تلفن: 05299220190 خالصه عفونت هپاتیت یكي از اصليترین مشكالت بهداشتي جهان است. دو سوم جمعیت جهان یعني حدود 200 میلیون نفر به عفونت مزمن هپاتیت مبتال هستند و هر ساله هزینههای فراواني صرف تشخیص و درمان این بیماری مي شود. ویروسي با تمایل به ایجاد عفونتهای مزمن )00 تا ۰0 درصد موارد ) است که در فاز انتهایي به سیروز یا سرطان کبد منجر مي گردد. به دلیل وجود جهشهای فراوان در ژنوم این ویروس امكان تولید واکسني موثر برای پیشگیری از ابتال به این عفونت وجود نداشته است. امروزه استفاده از نانوذرات در تشخیص و درمان هپاتیت به دلیل کمتر بودن عوارض جانبي و همچنین کمک این ذرات به دارو رساني موثر به بافت هدف توسعه پیدا کرده است. این نانو ذرات به دو دسته آلي و غیر آلي تقسیم شده و با اثر مستقیم یا غیر مستقیم خود موجب درمان یا جلو گیری از پیشرفت بیماری مي شوند. جمع آوری منابع معتبر برای نگارش این مقاله مروری با موضوع نانو ذرات در تشخیص و درمان عفونت هپاتیت از طریق پایگاههای علمي اطالعاتي مانند Scopus PubMed و Google Scholar انجام گرفت. الزم به ذکر است که محدودیت زماني برای جستجوی مقاالت در هیچ کدام از پایگاههای اطالعاتي در نظر گرفته نشد. ورود مقاالت به مطالعه از طریق جستجوی کلمات کلیدی و معیار استفاده از نانو ذرات مختلف در امر تشخیص یا درمان عفونت هپاتیت بوده است. الزم به ذکر است که دادههای ورودی به صورت کمي مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. بیشترین نانو ذرات آلي استفاده شده به این منظور نانو ذرات لیپیدی و بیشترین نانو ذرات غیر آلي استفاده شده نانو ذرات مغناطیسي γ-fe2o3) و ( Fe3O4 طال و مس بوده اند. هدف از این مقاله بررسي مروری انواع نانو ذرات در تشخیص و درمان عفونت هپاتیت ميباشد. کلمات کلیدی: تشخیص درمان نانوذره Email: meshkatz@mums.ac.ir پی نوشت: این مقاله فاقد منبع مالي و تضاد منافع مي باشد.
202- نانو ذرات در تشخیص و درمان عفونت هپاتیت کیانا کتابی و همکاران مقدمه تا دهه 25۰0 میالدی ویروسهای هپاتیت نوع A و تنها انواع B شناخته شده از خانواده ویروسهای هپاتیت بودند و انواع دیگر با عنوان هپاتیتهای غیرA 1 (. هپاتیت و غیرB 2 در نظر گرفتند,2( D یا دلتا و هپاتیت E در سال 25۰5 و متعاقب آن ویروسهای شناسایي شدند ) 2 (.این ویروس دارای ژنوتیپ های مختلف است که فراواني شیوع ان ها در جوامع مختلف متفاوت مي باشد )3(. ویروسي با تمایل به ایجاد عفونت های مزمن است که در انتها منجر به سیروز یا سرطان کبد 1 مي شود )6-9(. عالیم ابتال به این عفونت جز در فاز پیشرفته آن مشاهده نشده و در صورت عدم درمان باعث فوت بیمار مي گردد )0(. در گذشته اساس درمان عفونت هپاتیت 3 استفاده از اینترفرون و ریباویرین 9 بوده است که به دالیلي چون عوارض جانبي متعدد استفاده از ان محدود شده است )6, 5 (.امروزه ۰, با پیشرفت علم نانوتكنولوژی مي توان از نانو ذرات مختلف مانند نانو ذرات الي و غیر الي در امر تشخیص و درمان این بیماری استفاده کرد.در این مقاله سعي شده است تعدادی از نانو ذرات دخیل در تشخیص و درمان این عفونت بررسي شوند. روش کار آغاز این مطالعه مروری به صورت جمع پایگاههای معتبر علمي نظیر PubMed آوری اطالعات از Scopus و Google Scholar جمله هپاتیت هپاتیت انجام شد که این جستجو بر اساس کلمات کلیدی از نانو ذرات تشخیص هپاتیت صورت گرفت. و درمان جستجوی مقاالت در انواع پایگاههای علمي بدون محدودیت زماني و با استفاده از مقاالت معتبر چپ شده در داخل و خارج از ایران انجام شد. معیار ورود مقاالت و داده ها مطالعه در زمینه استفاده از انواع نانو ذرات فلزی و غیر فلزی مختلف در امر تشخیص و درمان عفونت هپاتیت بوده است..0 : ویروسي با ژنوم RNA تک رشته سنس مثبت و عضو خانواده فالوی ویریده )Flaviviridae( و از جنس هپاسي ویروس )Hepacivirus( ميباشد. طول ژنوم ویروس حدودkb 5/6 9 بوده و دارای یک قالب باز خواندن است )6, 21-20(..0.0 0 به ژنوتیپ های : این ویروس بر اساس شباهتهای فیلوژنیک و تواليهای ژنومي 6 ژنوتیپ 90 ساب تیپ و میلیاردها شبه گونه تقسیم ميشود.تفاوت توالي در ژنومهای مختلف مي تواند تا 30 درصد باشد. پاسخ به درمان و طول دوره درماني در ژنوتیپهای مختلف ویروس متفاوت است. پاسخ درماني هپاتیت ژنوتیپ 1b به خوبي ژنوتیپهای 1 و 3 نیست )2, 3(..0.1 اپیدمیولوژی : توزیع ژنوتیپي هپاتیت در جوامع مختلف بسیار متنوع است. ژنوتیپ 1 شایع ترین ژنوتیپ و مسئول 96/1 درصد از تمام عفونت هاست و بعد از آن ژنوتیپ 3 بیشترین شیوع را دارد )%30/2(,6(.)23 ژنوتیپه یا 2 و 1 و 3 و 6 شایعترین ژنوتیپها در آسیا هستند )5(. در انگلستان %90 بیماران دارای ژنوتیپ 1 در ایاالت متحده آمریكا ژنوتیپ چین % 96/0 دارای ژنوتیپ %20 1b در 1a % 22/9 ژنوتیپ 2b در شیلي %96 ژنوتیپ 1b را دارند. 3 ژنوتیپ %15 و 2 ژنوتیپ %91 در ایران ژنوتیپهای 2 و 3 شایعترین ژنوتیپهای هپاتیت مي باشند که به ترتیب دارای فراواني شیوع %99/۰ و %1۰/۰ هستند.) 2 (.0.3 بیماری زایی : ویروسي با تمایل به ایجاد عفونتهای مزمن است که مي تواند در انتها به سیروز کبدی یا سرطان کبد منجر شود,9(,20 29(. %3-1 افراد در دنیا مبتال به عفونت با هپاتیت 5 ORF (Open reading frame) 6.Subtype 1.NonA- nonb 2 H (Hepatocellular carcinoma) 3.Interferon 4.Ribavirin
م- جله دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی مشهد 203 مرداد- شهریور 59 شماره 2 سال 95 202 هستند که هر ساله 390 هزار تا 900 هزار نفر از آنها فوت مي شوند,6(.)20-29 سرطان کبد ساالنه در نیم میلیون نفر در دنیا تشخیص داده مي شود. این سرطان پنجمین سرطان شایع در مردان و هفتمین سرطان شایع در زنان گزارش شده است. ابتال به هپاتیت در ۰0 %50 بیماران مبتال به سرطان کبد در ژاپن -%60 99 در ایتالیا و 30 %90 در آفریقا مشاهده شده است. شیوع هپاتیت در افراد بعد از رایج شدن آزمایش خون افراد اهدا کننده خون بعد از دهه 25۰0 بسیار کاهش یافت. سرطان کبد مي تواند در اثر عوامل مختلفي چون ویروسهای هپاتیت و یا تكثیر بیش از اندازه سلولها )که منجر به ایجاد خطا در همانند سازی ژنوم سلول مي شود( ایجاد شود. سرطان کبد معموال بیماری تهاجمي است که بعد از ظهور اولین عالئم )که عمدهترین آنها زردی ميباشد( مي تواند کشنده باشد. البته درمانها در این مرحله از بیماری معموال محدود و کم اثر هستند )0(. ابتال به هپاتیت به دو صورت حاد و مزمن وجود دارد که عفونتهای مزمن 90 تا ۰0 درصد موارد را تشكیل داده و در انتها به سیروز یا سرطان کبد منجر مي شوند )9 29(., اصليترین ریسک فاکتورهای ابتال به سرطان کبد شامل عفونت با و B بیماری کبدی ایجاد شده در اثر مصرف الكل تماس با افالتوکسین ها و کبد چرب غیر الكلي هستند )0(..0.4 راه های انتقال: از اصليترین راههای انتقال این بیماری استفاده از سرنگهای مشترک توسط معتادان تزریقي و همچنین اقدامات پزشكي مثل انتقال خون و به مقدار کمتر رابطه جنسي انتقال عمودی ( از مادر به جنین( انواع تاتو و... ميباشد )2۰(..0.9 داروهای هپاتیت : درمانهایي که در گذشته برای عفونت هپاتیت توصیه ميشدند ترکیبي از پگ اینترفرون آلفا و ریباویرین بوده اند )6, 5(. ۰, طي سال های اخیر درمان هپاتیت دچار تغییرات اساسي شده است. داروهای ضد ویروسي با اثر مستقیم مثل مهار کنندههای پروتئاز ( در درمان هپاتیت ۰ 0 بوسپرویر یا تالپرویر در 1022( موجب ایجاد انقالبي شدند. درمان های سهگانه ترکیبي باعث افزایش بیش از 00 درصد نسبت پاسخ ویروسي شدند. 5 20 نسل اول مهار کنندهای پروتئاز سیمپرویر در ژنوتیپ 2 و یک 22 آنالوگ نوکلئوتیدی سوفسوبوویر در سال 1023 مورد تایید FDA شدند. و در ساله 1029 توسط اروپا برای درمان هپاتیت تایید 21 تعداد دیگری از داروهای ضد ویروسي با اثر مستقیم و عوامل هدف قرار دهنده میزبان 23 در مراحل مختلف کار آزمایي بالیني قرار دارند )۰(. اما بیشتر درمانها به دلیل عوارض جانبي مقاومت ویروس به دارو و عدم توانایي دارو در جلوگیری از ایجاد سرطان کبد توسط ویروس مناسب نبوده اند )3, 25(..0.6 واکسن: با توجه به نا کار آمدی درمان و شیوع و کشندگي باالی این ویروس کشف واکسني پیش گیری کننده و یا درماني بسیار حائز اهمیت است. اما مطالعات راجع به واکسن در دو دهه گذشته با چالشهای متفاوتي مواجه بوده است. از جمله دانش نا کافي در مورد چگونگي پاسخ ایمني ذاتي علیه ویروس هپاتیت باعث شده تا محدودیتهایي در تولید واکسنهایي با اساس سلول های T ایجاد شود. عالوه بر این جهشهای ژنتیكي فراوان خصوصا در گلیكوپروتئینهای و E1 E2 در تولید ایمونوژنهای گسترده و قوی اختالل ایجاد کرده است. نبود مدل حیواني مناسب نیز یكي دیگر از چالشهای پیش رو در تولید واکسن هپاتیت ميباشد )۰-6(. با این حال پیشرفتهایي در تولید واکسنهای پیش گیری یا درمان کننده ایجاد شده است که حاصل آنها تولید مطالعاتي واکسنهای پپتیدی واکسنهای پروتئیني نوترکیب ذرات شبه ویروسي DNA واکسن ها و حاملهای ویروسي بیان کننده 7 Boceprevir 8 Telaprevir 9 SVR (Sustained viral response) 10 Simeprevir 11 Sofosbuvir 12.DAA (Direct-acting antivirals) 13 HATs (host-targeted agents)
202- نانو ذرات در تشخیص و درمان عفونت هپاتیت کیانا کتابی و همکاران ژنهای ميباشد )6(..0.1 به طور کلي تشخیص: دو نوع تست آزمایشگاهي رایج برای تشخیص وجود دارد : آنزیم ایمونواسي که برای تشخیص وجود آنتيبادی علیه به کار مي رود و واکنش زنجیره ای پلیمراز 29 که مي تواند ذرات ویروسي را در خون افراد تشخیص دهد و نشان دهنده عفونت فعال است.)10( هپاتیت در این حالت گاهي عفونت مزمن به پایداری ویروس در خون فرد بیش از 6 ماه اطالق مي گردد )12(. اصليترین روش تشخیصي برای این ویروس بر اساس آزمایشات سرولوژی و تشخیص ایمونوگلوبولین G 29 علیه و همچنین استفاده از روشهای ایمونواسي ایمونوبالت اسي و به تازگي ایمونوکروماتوگرافي است که روش های اخیر تفاوتي بین عفونت فعال یا از بین رفته هپاتیت.1 نانوتکنولوژی و هپاتیت : ایجاد نمي کنند )11(. با گسترش علم نانوتكنولوژی در دهه گذشته فرصتهای بسیاری برای کشف خواص تشخیصي و درماني نانوذرات ایجاد شده است. نانوتكنولوژی علم تولید و به کار گیری فیزیكي شیمیایي و بیولوژیک اتم یا مولكولهایي با سایز 2 تا 10 نانومتر است که در قرن 12 کشف شد )13, 19(. این مواد دارای خواصي متمایز از مواد دیگر هستند که شامل نسبت سطح به حجم زیاد و فعالیت باالی شیمیایي )که باعث بروز اثرات مغناطیسي الكتریكي و قابل مشاهده مي شود( ميباشند. در سالهای اخیر توجه زیادی به نانو ذرات مهندسي شده در زمینههای متعدد از جمله محافظت محیط)اصالح خاک هوا و آب( و پزشكي )بیو سنسورها تصویر برداری و دارو رساني( شده است. عالوه بر این ارتباط زیست شناسي مولكولي و پزشكي با نانوتكنولوژی موجب تولید ساختارهای نانو با قابلیت تعامل با سیستمهای بیولوژیكي شده است. برای مثال حاملهای نانو مثل بخار سیلیكا مغناطیسي )TiO 2 ( تیتانیوم دیاکسید )SiO 2 ( γ-fe 2 O 3 ( و )Fe 3 O 4 و نانو ذرات به دلیل توانایي باال در گرایش به هدف استفادههای زیادی در دارو رساني داشته اند )16-19(. از نانو ذرات نجیب 26 مثل طال نقره و پالتین و همچنین از نانو ذرات مغناطیسي مثل کبالت نیكل آهن و ترکیبات آنها در مواردی هم چون درمان بیماریهای ویروسي و سرطان استفاده مي شود. عالوه بر این خصوصا از نانو ذرات مغناطیسي به دلیل سازگاری زیستي باالی آنها در بدن استفادههای درماني متعددی شده است. فعالیت زیستي نانو ذرات مهندسي شده در داخل و خارج از بدن باعث به کار گیری آنها در زمینه هایي مانند درمان های هایپر ترمي برداری رزونانس مغناطیسي 20 و تصویر 2۰ شده است )10(. البته در استفاده از نانو ذرات برای اهداف درماني باید به دوز موثر برای عملكرد بالیني و دوز ایجاد کننده اثرات جانبي مضر دقت کرد. عالوه بر این نشان داده شده است که نانو ذرات کاتیونیک مي توانند موجب همولیز و ایجاد لخته خون شود. در حالي که نانو ذرات آنیوني تقریبا غیر سمي و بي خطر هستند. همچنین بعضينانو ذرات مانند تولید گونههای اکسیژن فعال مي توانند SiO 2 25 و استرس اکسیداتیو را القا کنند. استرس اکسیداتیو مي تواند در پاتوژنز بیماریهایي چون پارکینسون و آلزایمر نقش داشته باشد )16(. نانو ذرات مورد استفاده در امر تشخیص و درمان بیماری ها را مي توان به دو دسته آلي و غیر آلي تقسیم نمود. نانو ذرات آلي مانند : نانوذرات البومین نانو ذرات کیتوزان نانو ذرات لیپیدی و....3 نانو ذرات غیر آلي اغلب نانو ذرات فلزی هستند. مانند : نانو ذرات مغناطیسي نانو ذرات مس طال نقره و... ذرات : تشخیص عفونت هپاتیت با استفاده از نانو تا کنون نقش نانو ذرات متعددی در تشخیص و درمان عفونت هپاتیت مشخص شده است. به دنبال نیاز برای مشخص شدن وجود سكانسهای ژنومي ویروس در فرد مبتال روشي کشف شد که در آن نانو ذرات طال با توجه به دارا بودن خواص غیر خطي نوری 10 مي توانند در سنجش کمي RNA با حد تشخیصي بسیار خوبي )۰0 پیكومول( و اختصاصیت قابل قبول به کار روند ) 1۰ (.همچنین از روش الكترو کمي لومینسانس 16 Noble 17 Hyperthermia 18 MRI (Magnetic resonance imaging 19 Reactive 20 NLO (Nonlinear optical) 14 PR (polymerase chain reaction) 15 IgG
م- جله دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی مشهد 205 مرداد- شهریور 59 شماره 2 سال 95 209 12 برای تشخیص و هپاتیت B با استفاده از نقاط کوانتومي چند رنگ dte 13 11 و نانو ذرات طال استفاده مي شود. در شرایط ایدهال حد تشخیصي برای B 0/0۰1 پیكومول در لیتر و برای 2/392 پیكومول در لیتر بوده و سنسور DNA دارای اختصاصیت حساسیت پایداری و تكرار پذیری مناسب ميباشد. این سنسور برای تشخیص RNA هدف DNA و هدف B در انسان به کار مي رود و نتایج حاصل از آن رضایت بخش ارزیابي شده است )15(. در روشي دیگر با استفاده از نانو ذرات کاتیوني طال و نانو ذرات مغناطیسي RNA در سرم بیماران تشخیص داده مي شود. در این روش RNA ویروس با استفاده از نانو ذرات مغناطیسي دارای الیگونوکلئوتیدهای مختص RNA استخراج مي شود. RNA استخراج شده در حضور نانو ذرات طال با الیگونوکلئوتید مختص خود واکنش مي دهند. نانو ذرات طال به ستون فسفاتهای RNA متصل شده و تجمع حاصل از آنها موجب تغییر رنگ محلول از قرمز به آبي مي شود. در عدم حضور RNAهدف رنگ محلول قرمز باقي مي ماند ) 30 (.این رنگ قرمز حاصل از نانو ذرات طال به دلیل خاصیتي در این ذرات به نام رزونانس سطحي پالسمون 19 است )32(. این روش ساده و مقرون به صرف بوده و از آن ميتوان برای تشخیص سریع RNA ویروس هپاتیت در سرم استفاده کرد )30(. زمان مورد نیاز برای این آزمایش حدود 30 دقیقه است و با استفاده از این روش نیازی به 19 دستگاه ترمال سایكلر نميباشد )32(. روش دیگری که برای تشخیص عفونت هپاتیت با استفاده از نانو ذرات وجود دارد استفاده از پروبهای cdna ویروس هپاتیت و یا DNA B با جنس نانو ذرات طال است. در این روش ميتوان RNA و یا DNA هپاتیت B و هپاتیت B را از سرم بیماران مبتال به عفونت هم زمان با استفاده از میكروسكوپ الكتروني 16 عبوری ( گذاره ) تشخیص داد. الیگونوکلئوتیدهای تغییر داده شده الكانتیول 10 تا پروبهایي برای با نانو ذرات طال پیوند کوواالن تشكیل مي دهند RNA یا DNA ویروس هپاتیت B ایجاد کنند. هنگامي که این پروبها با نمونه سرم بیمار حاوی و B مجاور شود ميتوان با استفاده از میكروسكوپ الكتروني عبوری نانو ذرات متصل شده با تجمع شبكه مانند آن ها را مشاهده نمود. تشخیص عفونت هم زمان و روش بسیار کارامد حساس و اختصاصي ميباشد )31(. B 4. درمان HV با استفاده از نانو ذرات : با این استفاده از نانو ذرات باعث کشف راههای تشخیصي و درماني جدید خصوصا در حوزه انتقال دارو به ارگان هدف شده است. در این بخش به معرفي و بیان نقش تعدادی از نانو ذرات دخیل در درمان بیماری هپاتیت چه به صورت مستقیم و چه غیر مستقیم ميپردازیم : همان طور که گفته شد در گذشته درمان اصلي برای عفونت هپاتیت استفاده از اینترفرون آلفا همراه با ریباویرین بوده است.)33( اما به دالیلي چون عوارض جانبي و استفاده از آن... محدود گشت )3(. امروز یكي از درمانهای کشف شده استفاده از ذرات پلي اتیلن گالیكول متصل شده به اینترفرون آلفا است. البته این ذرات برای اتصال به هدف غیر اختصاصي هستند. در پژوهشي به جای این ماده از سیستمي با اختصاصیت و اثر بخشي طوالني متشكل از اینترفرون آلفا و نانو ذرات طال و هیالورونیک اسید 1۰ استفاده شد. این ماده دارای اثر ماندگاری طوالني مدت در بافت هدف است. به طوری که در بررسيهای انجام شده کمپلكس )α )HA-AuNPs/IFN 0 روز بعد از تزریق در بافت کبد موش وجود داشت. اما بعد از این بازه زماني پگ اینترون 15 و اینترفرون الفا در کبد موش مشاهده نشد. عالوه بر این کمپلكس) α AuNPs/IFN (HA- به طور قابل مالحظهای 26 TEM (Transmission electron microscopy) 27 Alkanethiol-modified 28 HA (Hyaluronic acid) 29 Peg-intron 21 Electro chemiluminescence 22 dte QDs 23 AuNPs (Au Nanoparticles) 24 Surface plasmon resonance 25 Thermal cycler
202- نانو ذرات در تشخیص و درمان عفونت هپاتیت کیانا کتابی و همکاران '5,'2 بیان 30 الیگوادنیالت سنتتاز را که به منظور پاسخ ایمني علیه عفونت ویروسي وجود دارد افزایش داد که این افزایش بیان بسیار بیشتر از هنگامي بود که تزریق تنهایي انجام شده بود. INF α و Peg-intron HA-AuNPs/IFN α سیستماتیک هپاتیت به همچنین در مقایسه با هم کمپلكس به صورت موثرتری باعث درمان شده است ) 39 (.این سیستم مي تواند موجب کاهش سمیت دارو روی ریه ها نیز شود )25(. در پژوهشي دیگر از نانو ذرات مس 32 Huh7.5 که دارای در محیط کشت سلولي بود استفاده شد تا اثرات ضد ویروسي آن بررسي شود. این ذرات به طور قابل توجهي در غلظت غیر سمي باعث کاهش خاصیت عفونت زایي این ویروس مي شوند. نانو ذرات مس از اتصال ویروس و ورود ذرات شبه ویروسي 31 در ژنوتیپهای 1b 1aو 2a جلوگیری ميکند. اما تاثیری بر همانند سازی آن ندارد. بنابراین یافته ها نانو ذرات مس درغلظت استاندارد مي توانند برای درمان بیماران مبتال به عفونت هپاتیت مزمن مورد استفاده قرار گیرند )39(. از خواص نانو ذرات مغناطیسي در درمان عفونت هپاتیت ميتوان همراه کردن آنها با DNAzyme را نام برد. DNAzyme الیگونوکلئوتیدی درماني است که موجب شكاف برداری mrna در سكانسهای خاص و در نتیجه خاموش شدن یک ژن خاص مي شود. چالش اصلي در استفاده از این الیگونوکلئوتید رساندن آن به سلول یا بافت مورد نظر است. برای این منظور ميتوان از نانو ذرات به منظور درمان عفونت هپاتیت خصوصا نانو ذرات مغناطیسي استفاده کرد. DNAzyme ژن ( کد NS3 کننده هلیكاز و پروتئاز را که برای همانند سازی ویروس ضروری است ) را جدا ميکند. همراه کردن محیط درون تني DNAzyme 33 با نانو ذرات در نیز امكان پذیر است. این ذرات در بافت کبد و به طور مشخص در هپاتوسیتها انباشته مي شوند )36(. ذرات مداخله گر 39 RNA نیز مي توانند در درمان عفونت هپاتیت مورد استفاده قرار گیرند. در این روش هدف تولید حاملي غیر ویروسي بر پایه نانو ذرات جامد لیپیدی مداخله گر برای مهار جایگاه داخلي ورود ریبوزوم 39 و ذرات 36 در ویروس هپاتیت بوده است. تمام وکتور ها در اندازه های نانو و با شارژ سطحي مثبت تهیه شدند. ورود این ذرات به داخل سلول به سرعت و به صورت موثری انجام مي شود )30(. همچنین با کمک نانو ذرات لیپیدی درماني جدید برای مبتالیان به عفونت هم زمان هپاتیت و ویروس نقص ایمني انسان 30 در نظر گرفته شده است. حدود چهار تا پنج میلیون نفر در دنیا مبتال به عفونت هم زمان این ویروس ها هستند. استفاده از داروهای ضد رتروویروسها باعث ایجاد سمیت برای سلولهای کبدی و در نتیجه پیشرفت عفونت هپاتیت و بیماری کبدی مي شود. همچنین درمانها بر پایه اینترفرون تنها بر حدود %90 افراد موثر است و ایجاد عوارضي مانند بیماریهای اتو ایمني و عصبيرواني ميکند. به منظور رفع این مشكل به تازگي کشف شده است که ميتوان از آنالوگ پپتید5A مشتق شده از پروتئین NS5A این بیماران استفاده کرد. نانومتر( در مقابلpH برون تني اثرات ضد ویروسي داده است )3۰(. نتیجه گیری که دارای اثر ضد ویروسي است در این ذرات پپتیدی در اندازه نانو بوده )39 فیزیولوژیک بدن پایدار است و در شرایط علیه هپاتیت و HIV از خود بروز همان گونه که گفته شد هپاتیت به دالیل مختلف از جمله جمعیت باالی افراد مبتال به آن نبود واکسن مناسب در پیش گیری از ابتالی افراد به این ویروس و مشكالت درماني بیماران یكي از اصليترین معضالت بهداشتي در جهان به شمار مي رود. راههای درماني استفاده شده برای بیماران تا به امروز به میزان کافي کارامد و ایمن نبوده و بیشتر افراد از اثار جانبي مضر دارو یا تاثیر اندک آن بر روند بیماری خود گله مند بوده اند. در نتیجه 35 SLN (Solid lipid nanoparticles) 36.IRES (Internal ribosome binding site) 37 HIV (Human immunodeficiency virus) 30 OAS1 (2',5'-oligoadenylate synthetase 1) 31 O-NPs (uprous oxide nanoparticles) 32 (HVpp) Pseudoparticles 33 Invivo 34 RNAi (RNA interference)
م- جله دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی مشهد 207 مرداد- شهریور 59 شماره 2 سال 95 202 نیاز به تولید داروهایي با تاثیر گذاری قابل توجه و مهم تر از آن سطح ایمني قابل قبول بیش از پیش احساس مي شود. ميدانیم که بسیاری از نانو ذرات موجود در طبیعت به مقادیر مختلف دربدن انسان نیز وجود دارند. بنابراین استفاده از این مواد برای درمان عفونت هپاتیت چه به صورت مستقیم )مانند نانو ذرات مس( و چه به صورت غیر مستقیم )کمک در دارو رساني موثر به بافت هدف( مناسب بوده است. تا به امروز آزمایشات متعددی بر نانو ذرات مختلف انجام گرفته تا میزان سمیت آنها و همچنین قابلیت انتقال مواد دارویي )مثل پگ اینترفرون ریباویرین و...( برای درمان عفونت هپاتیت بررسي گردد. با توجه به نتایج به دست امده یكي از بهترین نانو ذرات در زمینه تشخیص این عفونت نانو ذرات طال بوده است. در صورت استفاده از دوز مناسب این نانو ذره هیچ گونه سمیتي بر سلولها و بافتهای مختلف بدن اعمال نميشود. عالوه بر این نانو ذرات طال به دلیل دارا بودن خاصیت رزونانس پالسمون سطحي در صورت اتصال به ژنوم هدف و تجمع موجب تغییر رنگ محلول نمونه از قرمز به آبي مي شوند. سپس با استفاده از روش رنگ سنجي ميتوان به وجود یا عدم وجود ژنوم ویروس در نمونه بیمار پي برد. زمان مورد نیاز برای انجام این آزمایش بسیار کوتاه بوده و عالوه بر آن به دلیل استفاده از مقادیر اندک این نانو ذره در این روش آزمایش یاد شده مقرون به صرفه خواهد بود. همان طور که گفته شد در امر درمان نیز استفاده از نانو ذرات بسیار کمک کننده بوده است. با توجه به نتایج به دست آمده از جمله بهترین نانوذرات استفاده شده برای درمان مبتالیان به عفونت هپاتیت نانو ذرات با خاصیت سوپرمغناطیسي از جمله نانوذرات آهن )Fe 3 و O 4 γ-fe 2 O 3 ( هستند. چرا که این ذرات با توجه به خاصیت یاد شده دارو رساني قابل توجهي به بافت مورد نظر انجام مي دهند. همچنین آهن یكي از مواد معدني اصلي در بدن است. بنابراین از سازگاری زیستي باالتری در مقایسه با دیگر نانو ذرات برخوردارند. نانو ذرات آهن بعد از ایفای نقش خود مي توانند در بدن به عنوان ذخیره آهن تجمع کنند. البته هنگام استفاده از داروهایي بر پایه این نانوذرات مانیتورینگ ذخایر آهن بدن بیمار ضروری است. همچنین تولید داروهایي بر پایه نانو ذرات آلي مانند نانو ذرات لیپیدی نانو ذرات آلبومین و... روش درماني دیگری است که با توجه به حضور طبیعي این مواد در بدن انسان سطح ایمني باالتری در رابطه با ایجاد عوارض جانبي ایجاد خواهند کرد. به طور کلي امروز استفاده از نانوذرات مختلف در تشخیص و درمان بیماری ها خصوصا عفونتهای هپاتیتي در حال گسترش ميباشد. References 1. Makhlough A, Roshan P. A review of transmission routs, diagnosis, prevention and treatment of HV in hemodialysis patients. J lin Exc 2013; 1:28 44 (Persian). 2. Teimourpour R, Meshkat Z, Gholoubi A, Nomani H, Rostami S. Viral Load Analysis of Hepatitis Virus in Huh7.5 ell ulture System. Jundishapur J Microbiol 2015; 8:e19279. 3. Baugh JM, Garcia-Rivera JA, Gallay PA. Host-targeting agents in the treatment of hepatitis : a beginning and an end? Antiviral Res 2013; 100:555-561. 4. Kang M, Nicolay U. Evaluation of operational chronic infection endpoints for HV vaccine trials. ontemp lin Trials 2008; 29:671-678. 5. Sepahi S, Pasdar A, Ahadi M, Gerayli S, Rostami S, Meshkat Z. Haplotype analysis of interleukin-10 gene promoter polymorphisms in chronic hepatitis infection: a case control study. Viral Immunol 2014; 27:398-403. 6. Ghasemi F, Rostami S, Meshkat Z. Progress in the development of vaccines for hepatitis virus infection. World J Gastroenterol 2015; 21:11984-2002. 7. Gomes MA, Priolli DG, Tralhao JG, Botelho MF. Hepatocellular carcinoma: epidemiology, biology, diagnosis, and therapies. Rev Assoc Med Bras 2013; 59:514-524. 8. Qian XJ, Zhu YZ, Zhao P, Qi ZT. Entry inhibitors: New advances in HV treatment. Emerg Microb Infect 2016; 5:e3. 9. Liu H, Kao JH. Nanomedicines in the treatment of hepatitis virus infection in Asian patients: optimizing use of peginterferon alfa. Int J Nanomed 2014; 9:2051-2067.
202- نانو ذرات در تشخیص و درمان عفونت هپاتیت کیانا کتابی و همکاران 10. Rossi LM, Escobar-Gutierrez A, Rahal P. Advanced molecular surveillance of hepatitis virus. Viruses 2015; 7:1153-1188. 11. Douam F, Ding Q, Ploss A. Recent advances in understanding hepatitis. F1000Research. 2016;5. 12. Shakeri MT, Nomani H,Ghayour Mobarhan M, Sima HR, Gerayli S, Shahbazi S, et al. The prevalence of hepatitis virus in mashhad, iran: a population-based study. Hepat Mon 2013; 13:e7723. 13. Afshari R, Nomani H, Zaniani FR, Nabavinia MS, Mirbagheri Z, Meshkat M, et al. Genotype distribution of hepatitis virus in Khorasan Razavi Province, Iran. Turk J Med Sci 2014; 44:656-660. 14. Gerayli S, Meshkat Z, Pasdar A, Mosannen Mozafari P, Banihashemi E, Khajavi MA,et al. The association between oral lichen planus and hepatitis virus infection; a report from northeast of iran. Jundishapur J Microbiol 2015; 8:e16741. 15. Rostami S, Shakeri M, Ghayour-Mobarhan M, Nomani H, Sepahi S,Gerayli S, et al. The Absence of Hepatitis Virus Infection Among Patients with Hepatitis B virus in Mashhad, Iran. 2. 2012; 6:1-6. 16. Khaderi S, Shepherd R, Goss JA, Leung DH. Hepatitis in the pediatric population: transmission, natural history, treatment and liver transplantation. World J Gastroenterol 2014; 20:11281-11286. 17. Takikawa S, Matsuura Y, Miyamura T. [The present studies of the development of HV vaccine]. Nihon rinsho 2001; 59:1379-1383. 18. Stepien M, Rosinska M. Hepatitis oubreaks in Poland in 2003-2013. Medical procedures as a dominant route of HV transmission. Przegl Epidemiol 2015; 69:465-472, 585-590. 19. Jyothi KR,Beloor J, Jo A, Nguyen MN, hoi TG, Kim JH, et al. Liver-targeted cyclosporine A-encapsulated poly (lactic-co-glycolic) acid nanoparticles inhibit hepatitis virus replication. Int J Nanomed 2015; 10:903-921. 20. hevaliez S, Pawlotsky JM. Hepatitis virus serologic and virologic tests and clinical diagnosis of HV-related liver disease. Int J Med Sci 2006; 3:35-40. 21. hen SL, Morgan TR. The Natural History of Hepatitis Virus (HV) Infection. Int J Med Sci 2006; 3:47-52. 22. Kamili S, Drobeniuc J, Araujo A, Hayden TM. Laboratory diagnostics for hepatitis virus infection. lin Infect Dis 2012; 55 :S43-48. 23. Hulla JE, Sahu S, Hayes AW. Nanotechnology: History and future. Hum Exp Toxicol 2015; 34:1318-1321. 24. Formoso P, Muzzalupo R, Tavano L, Filpo GD, Nicoletta FP. Nanotechnology for the Environment and Medicine. Mini Rev Med hem 2016; 16:668-675. 25. Zhang L, Gu FX, han JM, Wang AZ, Langer RS, Farokhzad O. Nanoparticles in medicine: therapeutic applications and developments. lin Pharmacol Ther 2008; 83:761-769. 26. De Jong WH, Borm PJ. Drug delivery and nanoparticles: applications and hazards. Int J Nanomed 2008; 3:133-1349. 27. Long NV, Yang Y, Teranishi T, Thi M, ao Y, Nogami M. Biomedical applications of advanced multifunctional magnetic Nanoparticles. J Nanosci Nanotechnol 2015; 15:10091-10107. 28. Griffin J, Singh AK, Senapati D, Lee E, Gaylor K, Jones-Boone J, et al. Sequence-specific HV RNA quantification using the size-dependent nonlinear optical properties of gold nanoparticles. Small 2009; 5:839-845. 29. Liu L, Wang X, Ma Q, Lin Z, hen S, Li Y, et al. Multiplex electrochemiluminescence DNA sensor for determination of hepatitis B virus and hepatitis virus based on multicolor quantum dots and Au nanoparticles. Anal him Acta 2016; 916:92-101. 30. Shawky SM, Guirgis BS, Azzazy HM. Detection of unamplified HV RNA in serum using a novel two metallic nanoparticle platform. lin hem Lab Med 2014; 52:565-572. 31. Shawky SM, Bald D, Azzazy HM. Direct detection of unamplified hepatitis virus RNA using unmodified gold nanoparticles. lin Biochem 2010; 43:1163-1168. 32. Xi D, Luo X, Ning Q. Detection of HBV and HV coinfection by TEM with Au nanoparticle gene probes.j Huazhong Univ Sci Technol Med Sci 2007; 27:532-534. 33. Siontorou G. Nanobodies as novel agents for disease diagnosis and therapy. Int J Nanomed 2013; 8:4215-4227. 34. Lee MY, Yang JA, Jung HS, Beack S, hoi JE, Hur W, et al. Hyaluronic acid-gold nanoparticle/interferon alpha complex for targeted treatment of hepatitis virus infection. AS Nano 2012; 6:9522-9531. 35. Hang X, Peng H, Song H, Qi Z, Miao X, Xu W. Antiviral activity of cuprous oxide nanoparticles against Hepatitis Virus in vitro. J Virol Methods 2015; 222:7-15. 36. Ryoo SR, Jang H, Kim KS, Lee B, Kim KB, Kim YK, et al. Functional delivery of DNAzyme with iron oxide nanoparticles for hepatitis virus gene knockdown. Biomaterials 2012; 33:2754-2761. 37. Torrecilla J, del Pozo-Rodriguez A, Apaolaza PS, Solinis MA, Rodriguez-Gascon A. Solid lipid nanoparticles as non-viral vector for the treatment of chronic hepatitis by RNA interference. Int J Pharm 2015; 479:181-188. 38. Zhang J, Mulvenon A, Makarov E, Wagoner J, Knibbe J, Kim JO, et al. Antiviral peptide nanocomplexes as a potential therapeutic modality for HIV/HV co-infection. Biomaterials 2013; 34:3846-3857.
م- جله دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی مشهد 209 مرداد- شهریور 59 شماره 2 سال 95 205 Review Article Nanoparticles in diagnosis and treatment of hepatitis infection: a review article Received: 26 May 2016 - Accepted: 30 Jul 2016 1 Kiana Ketabi 2 Zahra Meshkat * 1- MSc Student, Antimicrobial Resistance Research enter, Mashhad University of Medical Sciences, Mashhad, Iran 2- Associate Professor of Medical Virology, Antimicrobial Resistance Research enter, Mashhad University of Medical Sciences, Mashhad, Iran * Mashhad- Antimicrobial Resistance Research enter, Mashhad University of Medical Sciences, Mashhad, Iran Tel: 09155110247 Email: meshkatz@mums.ac.ir Abstract Hepatitis infection is one of the major health problems of the world. Twothird of the world population (about 170 million) are infected with hepatitis infection and every year spend a lot of cost in diagnosis and treatment of this infection. Hepatitis virus is an enveloped, single-stranded RNA virus with positive polarity and is a member of Flaviviridae family and its genomic length is 9.6 kb. Hepatitis virus has tendency to develop chronic infections (70 80 percent of cases) that in the end stages may lead to cirrhosis or hepatocellular carcinoma. Due to high heterogeneity in genome of these viruses, an effective vaccine to prevent hepatitis infection hasn t been developed. For many years the main treatment for hepatitis infection was a combination of pegylated INF-α and ribavirin, but its use has been limited because of numerous side effects of the drug and also viral resistance. Nanoparticles are used in diagnosis and treatment of hepatitis infection commonly because of their effective drug delivery to the tissue. These nanoparticles are separated into two groups, organic and non- organic nanoparticles and they can effectively treat or prevent the progression of the disease with their direct or indirect effects. Most organic nanoparticles used for this purpose are lipid nanoparticles and the most nonorganic nanoparticles are magnetic nanoparticles (Fe3O4 and γ- Fe2O3), gold and copper. The purpose of this paper is to review the nanoparticles in diagnosis and treatment of hepatitis infection. Keywords: Diagnosis, Hepatitis virus, Nanoparticle, Treatment Acknowledgement: This article has no conflict of interest and funding source.