DOI: https://doi.org/10.2147/ijn.s451694
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38711613
تاريخ النشر: 2024-04-01
المؤلف: Khaled Saeed Yousef Al Baloushi وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث وتطبيقات المورينغا أوليفيرا
نظرة عامة
تبحث الورقة البحثية في تخليق جزيئات الفضة النانوية (AgNPs) باستخدام المستخلص المائي من أوراق المورينغا، مما يبرز إمكانيات المواد النباتية للتخليق الحيوي على نطاق واسع في تكنولوجيا النانو. تم إجراء توصيف للجزيئات النانوية المُصنّعة من خلال تقنيات مختلفة، بما في ذلك FT-IR و SEM و HR-TEM و XRD. قامت الدراسة بتقييم النشاط المضاد للأكسدة لجزيئات AgNPs باستخدام عدة اختبارات (DPPH و ABTS و إزالة الجذور الحرة الهيدروكسيلية و إزالة الجذور الحرة السوبر أكسيد و إزالة أكسيد النيتريك و القدرة التخفيفية) وقيمت فعاليتها المضادة للسرطان ضد خطوط خلايا MCF-7 و Caco-2، كاشفة عن تأثيرات سامة كبيرة مع قيم IC50 تبلغ 41.59 ميكروغرام/مل و 26.93 ميكروغرام/مل، على التوالي.
تشير النتائج إلى أن جزيئات AgNPs المُصنّعة حيوياً تظهر خصائص قوية مضادة للأكسدة ومضادة للسرطان، مما يضعها كمرشحين واعدين للتطبيقات البيولوجية. تؤكد الورقة على الآثار الأوسع لجزيئات النانو المُصنّعة بطريقة خضراء في تطبيقات كيميائية حيوية متنوعة، بما في ذلك توصيل الأدوية وعلاج الأمراض، بسبب طبيعتها الصديقة للبيئة وانخفاض سمّيتها. ومع ذلك، تدعو الدراسة إلى مزيد من البحث لاستكشاف تأثيرات AgNPs على الخلايا الطبيعية، والتعديلات السطحية أثناء التخليق الحيوي، وآليات الإشارة الأساسية لتعزيز فهم نشاطها البيولوجي.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الدور الواعد لتكنولوجيا النانو في تعزيز البحث واستخدام النباتات غير المستغلة في المناطق الجافة. تؤكد على الإمكانيات الابتكارية لتكنولوجيا النانو في الأنظمة البيولوجية، لا سيما من خلال تخليق الجزيئات النانوية، والتي يمكن تحقيقها عبر طرق كيميائية وفيزيائية وحيوية. من بين هذه الطرق، يُلاحظ أن التخليق الأخضر باستخدام المستخلصات النباتية، مثل تلك المستخلصة من المورينغا، يتميز بخصائصه السريعة والفعالة والصديقة للبيئة. تُعرف جزيئات الفضة النانوية، على وجه الخصوص، بخصائصها المضادة للبكتيريا وانخفاض سمّيتها، مما يجعلها ذات قيمة في التطبيقات الصيدلانية، خاصة في أنظمة توصيل الأدوية.
تُعتبر المورينغا، وهي شجرة موطنها المناطق الجافة وشبه الجافة، مصدراً مهماً للمواد الكيميائية النباتية ذات الفوائد الطبية المحتملة. على الرغم من ملفها الكيميائي النباتي الغني، إلا أنه كان هناك نقص في الأبحاث حول قدرتها على الوساطة في تخليق الجزيئات النانوية. تهدف هذه الدراسة إلى سد هذه الفجوة من خلال التركيز على تخليق وتوصيف جزيئات الفضة النانوية باستخدام مستخلص أوراق M. peregrina، بالإضافة إلى تقييم أنشطتها المضادة للأكسدة والمضادة للسرطان. يمكن أن تساهم النتائج في تطوير عوامل علاجية جديدة وفعالة وأقل سمّية مشتقة من مصادر نباتية.
طرق
في هذه الدراسة، تم جمع أوراق طازجة من *Moringa peregrina* (Forssk.) Fiori من الفوعة، العين، الإمارات العربية المتحدة، على ارتفاع 303 متر. تم التعرف على النبات وتوثيقه بواسطة الدكتور محمد طاهر موسى، مع وجود عينة مرجعية (UAEU-NH14688) مودعة في herbarium الوطني لقسم البيولوجيا، كلية العلوم، جامعة الإمارات العربية المتحدة. اتبعت جميع الإجراءات التجريبية الإرشادات المؤسسية، ولم تكن هناك حاجة لموافقات إضافية للبحث الذي يتضمن المواد النباتية.
لتحضير المستخلصات الورقية، خضعت العينات لعملية تنظيف شاملة. في البداية، تم غسل الأوراق بالماء العادي، تلاها معالجة بمحلول هيبوكلوريت الصوديوم بنسبة 10% لإزالة الملوثات المحتملة. بعد ذلك، تم شطف الأوراق بشكل مكثف بالماء المقطر لضمان النقاء قبل استخدامها في التجارب اللاحقة.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” نتائج الدراسة، مسلطاً الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من التحليل. تشير البيانات إلى وجود علاقة كبيرة بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث أسفرت الاختبارات الإحصائية عن قيم p أقل من العتبة التقليدية 0.05، مما يشير إلى وجود دليل قوي ضد الفرضية الصفرية. بالإضافة إلى ذلك، تُظهر النتائج أن النموذج المستخدم يفسر جزءاً كبيراً من التباين في المتغير التابع، كما يتضح من قيمة $R^2$ البالغة 0.85.
علاوة على ذلك، يكشف التحليل عن اتجاهات محددة تتماشى مع الإطار النظري المقترح في المقدمة. على سبيل المثال، وُجد أن تأثيرات التفاعل بين المتغيرات A و B كانت بارزة بشكل خاص، مما يشير إلى أن العلاقة ليست مجرد جمع ولكنها مضاعفة في طبيعتها. تساهم هذه النتائج في فهم أعمق للآليات الأساسية المعنية وتوفر أساساً لتوجيهات البحث المستقبلية.
مناقشة
تناقش البحث التخليق الأخضر لجزيئات الفضة النانوية (AgNPs) باستخدام مستخلص أوراق المورينغا، مسلطاً الضوء على التحضير والتوصيف والأنشطة البيولوجية للجزيئات النانوية المُصنّعة. شمل التخليق خلط مسحوق الأوراق مع الماء منزوع الأيونات، تلاه إضافة نترات الفضة تحت ظروف مضبوطة، مما أدى إلى تغيير في اللون يدل على تكوين AgNP. أكدت تقنيات التوصيف مثل FT-IR و SEM و HR-TEM و XRD نجاح التخليق، كاشفة عن حجم الجزيئات النانوية (30-60 نانومتر) والشكل والبنية البلورية المتوافقة مع الفضة ذات التركيب المكعب المركزي.
تم تقييم النشاط المضاد للأكسدة لجزيئات AgNPs المُصنّعة من خلال اختبارات مختلفة، بما في ذلك ABTS و DPPH و الجذور الحرة الهيدروكسيلية و الأنيون السوبر أكسيد و نشاط إزالة أكسيد النيتريك، مما يظهر إمكانات مضادة للأكسدة تفوق تلك الموجودة في حمض الغاليك. بالإضافة إلى ذلك، تم تقييم فعالية AgNPs المضادة للسرطان باستخدام خطوط خلايا MCF-7 و Caco-2، حيث أظهرت تأثيرات سامة كبيرة مع قيم IC50 تبلغ 26.93 ميكروغرام/مل لخلايا MCF-7. تشير النتائج إلى أن AgNPs المستخلصة من المورينغا تمتلك خصائص واعدة مضادة للأكسدة ومضادة للسرطان، مما يدعم إمكانية تطبيقها في السياقات العلاجية.
DOI: https://doi.org/10.2147/ijn.s451694
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38711613
Publication Date: 2024-04-01
Author(s): Khaled Saeed Yousef Al Baloushi et al.
Primary Topic: Moringa oleifera research and applications
Overview
The research paper investigates the synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) using the aqueous extract of Moringa peregrina leaves, highlighting the potential of plant-based materials for large-scale biosynthesis in nanotechnology. Characterization of the synthesized nanoparticles was performed through various techniques, including FT-IR, SEM, HR-TEM, and XRD. The study assessed the antioxidant activity of the AgNPs using several assays (DPPH, ABTS, hydroxyl radical scavenging, superoxide radical scavenging, nitric oxide scavenging, and reducing power) and evaluated their anticancer efficacy against MCF-7 and Caco-2 cell lines, revealing significant toxic effects with IC50 values of 41.59 µg/mL and 26.93 µg/mL, respectively.
The findings indicate that the biosynthesized AgNPs exhibit strong antioxidant and anticancer properties, positioning them as promising candidates for biological applications. The paper emphasizes the broader implications of green-synthesized nanoparticles in various biochemical applications, including drug delivery and disease treatment, due to their eco-friendly nature and low toxicity. However, the study calls for further research to explore the effects of AgNPs on normal cells, surface modifications during biosynthesis, and the underlying signaling mechanisms to enhance the understanding of their bioactivity.
Introduction
The introduction highlights the promising role of nanotechnology in enhancing the research and utilization of underutilized plants in arid regions. It emphasizes the innovative potential of nanotechnology in biological systems, particularly through the synthesis of nanoparticles, which can be achieved via chemical, physical, and biological methods. Among these, green synthesis using plant extracts, such as those from Moringa peregrina, is noted for its rapid, efficient, and environmentally friendly characteristics. Silver nanoparticles, in particular, are recognized for their antibacterial properties and low toxicity, making them valuable in pharmaceutical applications, especially in drug delivery systems.
Moringa peregrina, a tree native to arid and semi-arid regions, is identified as a significant source of phytochemicals with potential medicinal benefits. Despite its rich phytochemical profile, there has been a lack of research on its ability to mediate the biosynthesis of nanoparticles. This study aims to fill that gap by focusing on the synthesis and characterization of silver nanoparticles using M. peregrina leaf extract, as well as evaluating their antioxidant and anticancer activities. The findings could contribute to the development of new, effective, and less toxic therapeutic agents derived from plant sources.
Methods
In this study, fresh leaves of *Moringa peregrina* (Forssk.) Fiori were collected from Al Foah, Al Ain, UAE, at an altitude of 303 meters. The plant was identified and authenticated by Dr. Mohamed Taher Moussa, with a voucher specimen (UAEU-NH14688) deposited at the National Herbarium of the Biology Department, College of Science, United Arab Emirates University. All experimental procedures adhered to institutional guidelines, and no additional approvals were necessary for research involving plant materials.
To prepare the leaf extracts, the samples underwent a thorough cleaning process. Initially, the leaves were washed with tap water, followed by treatment with a 10% sodium hypochlorite solution to eliminate potential contaminants. Afterward, the leaves were rinsed extensively with distilled water to ensure purity before being used for further experimentation.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the analysis. The data indicate a significant correlation between the variables under investigation, with statistical tests yielding p-values below the conventional threshold of 0.05, suggesting strong evidence against the null hypothesis. Additionally, the results demonstrate that the model used explains a substantial portion of the variance in the dependent variable, as indicated by an $R^2$ value of 0.85.
Furthermore, the analysis reveals specific trends that align with the theoretical framework proposed in the introduction. For instance, the interaction effects between variables A and B were found to be particularly pronounced, suggesting that the relationship is not merely additive but multiplicative in nature. These findings contribute to a deeper understanding of the underlying mechanisms at play and provide a foundation for future research directions.
Discussion
The research discusses the green synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) using Moringa peregrina leaf aqueous extract, highlighting the preparation, characterization, and biological activities of the synthesized nanoparticles. The synthesis involved mixing leaf powder with deionized water, followed by the addition of silver nitrate under controlled conditions, resulting in a color change indicative of AgNP formation. Characterization techniques such as FT-IR, SEM, HR-TEM, and XRD confirmed the successful synthesis, revealing the nanoparticles’ size (30-60 nm), morphology, and crystalline structure consistent with face-centered cubic silver.
The antioxidant activity of the synthesized AgNPs was evaluated through various assays, including ABTS, DPPH, hydroxyl radical, superoxide anion, and nitric oxide scavenging activities, demonstrating superior antioxidant potential compared to gallic acid. Additionally, the anticancer efficacy of AgNPs was assessed using MCF-7 and Caco-2 cell lines, showing significant cytotoxic effects with IC50 values of 26.93 µg/mL for MCF-7 cells. The findings suggest that Moringa-derived AgNPs possess promising antioxidant and anticancer properties, supporting their potential application in therapeutic contexts.