Pejouhesh dar Pezeshki (Research in Medicine)

fa ارزیابی آثار ضدباکتریایی آمبلی‌پرنین بارگذاری شده روی نانوذرات سیلیکای مزو متخلخل متصل شده با پلی‌دوپامین (APS-NP) Evaluation of the Antibacterial Effects of Ambleprenin Loaded on Polydopamine- Linked Mesoporous Silica Nanoparticles (APS-NPs) زیست فن آوری Biothecnology پژوهشی Original سابقه و هدف: در سال‌های اخیر افزایش باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک به یکی از مهم‌ترین چالش‌های سلامت جهانی تبدیل شده است. در نتیجه، نیاز فزاینده‌ای به توسعه درمان‌های جایگزین برای مبارزه با این پاتوژن‌های مقاوم وجود دارد. این مطالعه با هدف بررسی آثار ضدباکتریایی <a name="_Hlk192534685">آمبلی‌پرنین</a> (UMB) در هنگام بارگذاری در نانوذرات <a name="_Hlk192534667">مزوپور سیلیکایی </a>(MSN) متصل شده با پلی‌دوپامین (PDA) یک رویکرد جدید برای نخستین بار است. روش کار: در این مطالعه تجربی آزمایشگاهی، نانوذرات مزوپور سیلیکایی متخلخل بارگذاری شده با آمبلی‌پرنین و کونژوگه با پلی‌دوپامین (APS-NP) را سنتز شد. پس از سنتز، اندازه و شکل نانوذرات با استفاده از پراکندگی نور پویا (DLS) و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) مشخص شد. فعالیت ضد باکتریایی این نانوذرات در برابر باکتری‌های گرم مثبت (باسیلوس سوبتیلیس و استافیلوکوکوس اورئوس) و باکتری‌های گرم منفی (اشریشیا کلی و سودوموناس آئروژینوزا) با استفاده از آزمون انتشار آگار کربی- بائر و همچنین با تعیین حداقل غلظت مهاری (MIC) و حداقل غلظت باکتری کش (MBC) ارزیابی شد. علاوه بر این، توانایی نانوذرات برای مهار تشکیل بیوفیلم باکتریایی با استفاده از هر دو روش انتشار در دیسک و روش کربی-بائر ارزیابی شد. تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از آنالیز واریانس یک طرفه (ANOVA) و نرم‌افزار SPSS نسخه 21 با سطح معناداری 05/0 > P انجام شد. یافته‌ها: نانوذرات مزوپور سیلیکایی بارگذاری شده با آمبلی‌پرنین و پلی‌دوپامین (APS-NP) دارای اندازه به میزان0/21 ± 196/7 نانومتر، شاخص بار سطحی 41/07- میلی‌ولت بود. این نانوذرات مورفولوژی کروی از خود نشان دادند. APS-NP آثار ضد باکتریایی قابل توجهی را در برابر باکتری‌های گرم مثبت نشان داد، به ویژه باسیلوس سوبتیلیس و استافیلوکوکوس اورئوس را مهار کرد.  MIC APS-NP برای باسیلوس سوبتیلیس و استافیلوکوکوس اورئوس به ترتیب 50 و 25 میکروگرم بر میلی‌لیتر بود. علاوه بر این، APS-NP در مهار تشکیل بیوفیلم توسط باسیلوس سوبتیلیس به میزان 25 ± 0/036 (0/05 > P) و استافیلوکوکوس اورئوس به میزان 0/0 ± 5 (0/05 > P) به ترتیب در غلظت‌های 200 و 125 میکروگرم بر میلی‌لیتر مؤثر بود و به طور قابل‌توجهی تشکیل بیوفیلم را در غلظت 300 میکروگرم در میلی‌لیتر کاهش داد (0/05 > P). نتیجه‌گیری: به نظر می‌رسد که نانوذرات APS-NP می‌تواند به عنوان یک رویکرد نوآورانه برای مبارزه با باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک و مهار تشکیل بیوفیلم باکتریایی عمل کند. این فناوری جایگزین امیدوارکننده‌ای برای درمان‌های فعلی عفونت‌های باکتریایی است. با این حال، ارزیابی‌های بالینی و تحقیق‌های بیشتر در مورد سمیت و آثار بلندمدت APS-NP در مدل‌های حیوانی و انسانی ضروری است. Background and Aim: The global rise in antibiotic-resistant bacteria has become a critical challenge in healthcare, emphasizing the need for alternative therapeutic strategies. This study aimed to evaluate the antibacterial and anti-biofilm effects of umbelliferone (UMB) loaded into mesoporous silica nanoparticles (MSN) conjugated with polydopamine (PDA) a novel nanoformulation referred to as APS-NP-investigated for the first time in this context. Methods: In this experimental study, APS-NPs were synthesized by loading umbelliferone into mesoporous silica nanoparticles, followed by conjugation with polydopamine. Particle size and morphology were characterized using dynamic light scattering (DLS) and field emission scanning electron microscopy (FESEM). The antibacterial activity of APS-NPs was tested against Gram-positive bacteria (Bacillus subtilis and Staphylococcus aureus) and Gram-negative bacteria (Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa) using the Kirby-Bauer agar diffusion method, as well as by determining the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC). Biofilm inhibition was assessed using disk diffusion and agar diffusion methods. Statistical analysis was conducted using one-way ANOVA with SPSS version 21, with significance set at p < 0.05. Results: The synthesized APS-NPs had an average size of 196.7 ± 0.21 nm and a zeta potential of -41.07 mV, exhibiting a spherical morphology. APS-NPs demonstrated potent antibacterial effects, particularly against Gram-positive strains. The MIC values for Bacillus subtilis and Staphylococcus aureus were 50 µg/mL and 25 µg/mL, respectively. Additionally, APS-NPs effectively inhibited biofilm formation by Bacillus subtilis (25 ± 0.036) at 200 µg/mL and Staphylococcus aureus (5 ± 0.0) at 125 µg/mL (p < 0.05), with significant inhibition also observed at 300 µg/mL (p < 0.05). Conclusion: APS-NPs represent a promising nano-based strategy for combating antibiotic-resistant bacterial infections and inhibiting biofilm formation. These findings highlight their potential as an innovative alternative to conventional antimicrobial therapies. However, further preclinical and clinical studies are required to assess their safety, toxicity, and therapeutic efficacy in vivo. نانوذرات سیلیکا مزو متخلخل بارگذاری شده با آمبلی‌‌پرنین متصل شده با پلی‌دوپامین (APS-NP)؛ آمبلی‌پرنین؛ نانو ذرات مزوپور سیلیکایی؛ پلی‌دوپامین Umbelliferone, Polydopamine, Mesoporous Silica Nanoparticles, APS-NP, Antibacterial, Biofilm Inhibition 51 63 http://pejouhesh.sbmu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-4588-2&slc_lang=fa&sid=1 Sedigheh Edalatian Tavakoli صدیقه عدالتیان توکلی 100319475328460033052 100319475328460033052 No Department of Biochemistry, Neyshabur Branch, Islamic Azad University, Neyshabur, Iran. دانشگاه آزاد اسلامیگروه بیوشیمی، واحد نیشابور، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران. Alireza Motavalizadehkakhky علیرضا متولی زاده کاخکی amotavalizadeh@yahoo.com 100319475328460033053 100319475328460033053 Yes Department of Chemistry, Neyshabur Branch, Islamic Azad University, Neyshabur, Iran. گروه شیمی، واحد نیشابور، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران. Masoud Homayouni Tabrizi مسعود همایونی تبریزی mhomayouni6@gmail.com 100319475328460033054 100319475328460033054 No Department of Biology, Ma.C., Islamic Azad University, Mashhad, Iran. گروه زیستشناسی، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران. Jamshid Mehrzad جمشید مهرزاد 100319475328460033055 100319475328460033055 No Department of Biochemistry, Neyshabur Branch, Islamic Azad University, Neyshabur, Iran. گروه بیوشیمی، واحد نیشابور، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران. Rahele Zhiani راحله ژیانی 100319475328460033056 100319475328460033056 No Department of Chemistry, Neyshabur Branch, Islamic Azad University, Neyshabur, Iran. گروه شیمی، واحد نیشابور، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران.