Miglioramento del potenziale antitumorale dell'endofita Aspergillus Favus del taxolo di jojoba attraverso la coniugazione di nanoparticelle d'oro tramite irradiazione

Discussione

Gli endofiti fungini con la potenza di produzione di Taxol hanno sollevato la speranza per la produzione di massa diTaxol grazie alla loro rapida crescita, processo di fermentazione economico, indipendenza dal climacambiamenti e fattibilità della manipolazione genetica. comunque, ilanticipazione di funghi per uso industrialela produzione di Taxol è stata messa in discussione dalla loro minore resa riproducibile e dalla perdita diProduttività taxolo con la subcoltura [14, 16, 26, 39, 45, 53, 54]. La maggior parte degli endofitiI funghi produttori di taxolo sono stati isolati daTassosp. EPodocarposp. che appartengonoalla famiglia Taxaceae [18, 39]. Esplorazione della produzione di Taxol da funghi endofiti dapiante al di fuori della famiglia delle Taxaceae con probabile produttività di Taxol è l'obiettivo principale dibiotecnologi.Jojobaè una delle piante medicinali più tradizionalmente riconosciuteper la sua rilevanza etnofarmacologica come attività antimicrobica, antinfiammatoria eattività antitumorali [24, 55]. Pertanto, l'obiettivo di questo studio era quello di isolare e stimare ilTaxol producendo potenza dei funghi endofitici dalJojobapianta. Tra i recuperatifunghi, l'isolato endofiticoA. favusha dato la più alta resa di Taxol (88,65 ug/l), come autenticatodall'analisi TLC, assorbimento UV e HPLC. Un paradigma di screening simile perLa produzione di taxolo è stata segnalata per gli endofiti daGinkgo biloba [28] e altre piante[15, 18, 20, 39, 56]. La resa Taxol diA. favusè stato concordato conP. polonicum, un endofitti diGinkgo biloba [28] EA. preferiti [15, 39], A. terreus [15, 39], un endofita diP. gracilior, così come per gli endofiti diTassospp. ad esempioA. candido, Fusarium solani [57], A. niger [58], EA. fumigato. L'identità diA. favus, il potente fungo che produce Taxolisolato, è stato confermato dall'analisi molecolare della regione ITS e la sequenza eradepositato su Genbank con accessione #MW485934.1, nonché presso Assiut Università MicologicaCentro (AUMC), Egitto con deposizione n. AUMC13892. Allo stesso modo, l'identità diA. favoè stato confermato in base alla sequenza della regione ITS [49, 59], 2018, 2019, [1, 11, 36, 43, 60–68]. La struttura chimica del taxolo estratto daA. favusera1 HNMR e FT-IRanalisi.

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I segnali risolti di HNMR perA. favusTaxol era identico allo standardTaxol, che è stato distribuito tra 1.0 e 8.0 ppm. Tre segnali di protoni sono stati risolti a1.0–3.0 ppm corrispondenti ai gruppi metile, acetato e acetilene, mentre i segnali perle frazioni aromatiche sono state risolte a 6,5–9.0 ppm [17, 45]. Coerentemente, per tutti gli scaf di Taxanepieghe, i segnali per le loro catene laterali di protoni sono stati risolti a 2.0–7.0 ppm, mentre quelli per benI gruppi zoato (C2), fenile (C3) e benzamide (C3) sono stati risolti a 7.0 e 8.4 ppm [69] ( [70]. Gli spettri FT-IR diA. favusTaxol era come autentico Taxol, in quanto coincidente con Taxolda altri isolati fungini [3], Visalakchi et al. 2010). La resa di Taxol daA. favuseraottimizzato dalla metodologia della superficie di risposta utilizzando Plackett-Burman Design [17–20, 45, 46, 49, 71]. La resa di Taxol è stata aumentata di circa 1,8 volte in risposta al fattorialeprogettare il processo di ottimizzazione nutrizionale [17, 45]. Le variabili altamente significative che influenzanoProduzione di taxolo da parte diA. favusè stato ulteriormente ottimizzato con il design CCD, dando il massimoresa (302.72 ug/l) con cisteina (0.5 g/L) a pH 6.0 e incubate per 7 giorni. In unsforzarsi di migliorare la produzione di Taxol daA. favus, le spore fungine sono state esposteionizzante - le radiazioni e le spore sono state coltivate sul mezzo di brodo di estratto di malto modificato,e Taxol è stato estratto e quantificato. Dopo l'irradiazione con i raggi, il taxolo viene prodotto daA. faVUSnon è stato significativamente aumentato rispetto alle colture di controllo, suggerendo la mancanzadi induzione del cluster genico biosintetico di Taxol. Tuttavia, il rendimento del Taxol è stato leggermenteaumentato daFusario maireENodulisporium stiliformein risposta ai raggi gammazione [1, 72], El-Sayed et al., 2020). Produttività del taxolo diA. favusin risposta a diversii media sono stati studiati.A. favusha dato il più alto rendimento di Taxol crescendo su Czapek's-Doxmedia ed estratto di malto, come coerente con i risultati per la produzione di Taxol diA. terreus [16, 53] EP. polonio [28]. Tuttavia, è stata segnalata la preferenza di PDB per la produzione di TaxolA. candidoEF. solani [73].

Tabella 7Attività antimicrobica del Taxol nei confronti di diversi microrganismi patogeni rappresentati dal diametro della zona di inibizione (mm)

Per aumentare la targetability, solubilità ed efficacia del taxolo nel legarsi con la proteina bersaglioin vivo, sono stati motivati ​​diversi studi di successo. Coniugazione di AuNP con ilfarmaci chemioterapici meno solubili è una delle recenti magnifiche tecnologie da aumentarela solubilità e la targetability di diversi farmaci chemioterapici. Il Taxol purificato daA. favusè stato coniugato con AuNP, in presenza di PVP come capping e stabilizzanteagente, mediato dall'irradiazione di raggi. L'AuNP è stato preparato da un metodo basato sull'irradiazioneriduzione della presenza di PVP come agenti stabilizzanti per prevenire i colloidi metallicirapida aggregazione, come rivelato dal cambiamento di colore e da una forte banda di assorbimento a λ540 nm. Il cambiamento di colore è solitamente attribuito alla risonanza plasmonica di superficie (SPR) [74], e i picchi acuti e ad alta intensità garantiscono la massima resa e distribuzione delle dimensioni delAuNP sintetizzati. L'irradiazione gamma è stata autenticata come una delle più desiderabilimetodi per la sintesi di nanoparticelle metalliche grazie ai loro radicali altamente riducenti egenerazione di elettroni liberi senza formazione di sottoprodotti [50]. La dimensione delle particelle ottenuta daLe misurazioni DLS 47,58 nm erano maggiori dei risultati TEM (13.0–21.0 nm) perché DLSl'analisi misura il raggio idrodinamico. Dall'analisi XRD, lo sviluppo dila struttura cristallina del consorzio Taxol-PVP-AuNPs è stata rivelata dalla diffrazionepicchi a 2ɵ=38.18 gradi, 44,01 gradi, 64,57 gradi, 77,67 gradi e 81,74 gradi che descrivevano le osservazioni di Braggai punti (111), (200), (220), (311) e (222), rispettivamente [51]. Gli AuNP sintetizzatiha mostrato la forza del cristallo e ha fornito la struttura cristallina cubica a facce centrate (fcc), conun picco amorfo a 19,25 gradi per Taxol che è incluso nell'organizzazione e nella permanenzadi AuNP [52].

ILattività antiproliferativadei coniugati Taxol-PVP-AuNPs è stato valutato rispetto aLinee cellulari HEPG-2 e MCF-7, normalizzandosi a Taxol nativo e AuNPs, separatamente. ILla bioattività di Taxol è stata notevolmente aumentata dopo la coniugazione con AuNPs, rispettoal Taxol nativo come controllo.

Il potenziatoattività antitumoraledi Taxol da AuNPs potrebbe essere dovuto alla diminuzionesul drenaggio linfatico, aumento della circolazione sanguigna e solubilità del taxoloconiugazione con AuNPs, e rispetto al nativo Taxol [75]. Gli AuNP ricevono alla grandeattenzione per la loro bassa tossicità, maggiore versatilità per legarsi con diverse molecole,e biocompatibilità [76]. Dall'IC50valori, consorzio Taxol-PVP-AuNPs disha svolto un'attività significativa contro HEPG-2 e MCF-7, rispetto al Taxol nativoe AuNP separatamente. Per quanto riguarda la bioattività degli AuNP, l'antiproliferativol'attività del consorzio Taxol-PVP-AuNPs è aumentata di circa 4 volte rispetto aAuNP come controllo. È interessante notare che l'attività del consorzio Taxol-AuNPs è stata plausibilmentecoerente con l'autentico Taxol. L'attività antimicrobica diA. favusTaxol-AuNPconsorzio è stato valutato rispetto a vari microrganismi patogeni multifarmacoresistenti. Dopo la coniugazione con AuNP, l'attività antimicrobica di Taxol era fortementeaumentato rispetto al taxolo nativo e agli AuNP, separatamente. Consorzio Taxol-AuNPSha mostrato l'attività più alta controE. agglomerati, C. albicans, EEscherichia coli.ILuna maggiore attività di Taxol dopo la coniugazione con AuNPs autentica la biodisponibilità,solubilità ed efficacia di Taxol per legarsi con la proteina tubulina bersaglio in vivo.

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RingraziamentiApprezziamo il sostegno finanziario dell'Accademia della ricerca scientifica e della tecnologia, Egitto, al Prof. Ashraf SA El-Sayed. Ringraziamo il Dr. Nabil Z. Mohamed, membro EFBL, per la sua guidasull'analisi cromatografica del taxolo e sull'identificazione dei funghi.

Contributo dell'autoreAIE, MK e GME concettualizzano il piano della ricerca. SSA esegue l'esperimentolavoro. ASE ha scritto il manoscritto. AFE rivede e modifica il manoscritto. Tutti gli autori hanno letto e approvatoil manoscritto finale.

FinanziamentoFinanziamento ad accesso aperto fornito da The Science, Technology & Innovation Funding Authority(STDF) in collaborazione con The Egyptian Knowledge Bank (EKB). Apprezziamo molto il sostegno finanziariodell'Accademia egiziana di ricerca scientifica e tecnologia, ASRT-2021.

Disponibilità dei datiTutti i dati sono disponibili su questo manoscritto.

Consenso alla pubblicazioneNon applicabile

Riferimenti

1. El-Sayed, ASAFE, Fujimoto, S., Yamada, C., Suzuki, H. (2010). Sintesi enzimatica di -glutamil glutammina, un analogo stabile della glutammina, da -glutamiltranspeptidasi da Escherichia coliK-12(2010). Lettere biotecnologiche, 32(12), 1877–1881.  

2. Goldspiel, BR (1997). Panoramica clinica dei taxani.Farmacoterapia, 17, 110S-125S. 

3. Kumaran, RS, Muthumary, J., & Hur, BK (2008). Produzione di taxolo daPhyllosticta spinarum, un fungo endofitico di Cupressus sp.Ingegneria nelle scienze della vita, 8, 438–446. 

4. Schif, PB, Fant, J., & Horwitz, SB (1979). Promozione dell'assemblaggio dei microtubuli in vitro mediante taxolo.Natura, 277, 665–667. 

5. Wani, MC, Taylor, HL, Wall, ME, Coggon, P., McPhail, AT (1971) Agenti antitumorali vegetali. VI.L'isolamento e la struttura di Taxol, un nuovo agente antileucemico e antitumorale da Taxus bretvifolia.Giornale dell'American Chemical Society(pp. 2325-2327).

6. Malik, S., Cusidó, RM, Mirjalili, MH, Moyano, E., Palazón, J., & Bonfll, M. (2011). Produzione deltaxolo farmaco antitumorale inTaxus baccatacolture in sospensione: una revisione.Biochimica dei processi, 46, 23–34. 

7. Kingston, DG, Jagtap, PG, Yuan, H. e Samala, L. (2002). La chimica del taxolo e affinitassoidi. Fortschritte der Chemie organischer Naturstofe. Progressi nella chimica del naturale organicoprodotti.Progrès dans la chimie des sostanze organiche naturali, 84, 53–225. 

8. Kingston, DGI, Samaranayake, G., & Ivey, CA (1990). La chimica di Taxol, clinicamente utileagente antitumorale1.Rivista di prodotti naturali, 53, 1–12.

9. Exposito, O., Bonfill, M., Moyano, E., Onrubia, M., Mirjalili, M., Cusido, R., & Palazon, J. (2009).Produzione biotecnologica di taxolo e relativi tassoidi: stato attuale e prospettive.Anti-cancroAgenti in chimica farmaceutica, 9, 109–121. 

10. Stierle, A., Strobel, G., Stierle, D., Grothaus, P., & Bignami, G. (1995). La ricerca di un Taxol-promicrorganismo inducente tra i funghi endofiti del tasso del Pacifico, Taxus brevifolia.Giornale diProdotti naturali, 58, 1315–1324.

11. Stierle, A., Strobel, G., & Stierle, D. (1993). Produzione di taxoli e taxani da parte di Taxomyces andreanae,un fungo endofitico di Pacifc yew.Scienza, 260, 214–216. 

12. Li J -y., Strobel G, Sidhu R, Hess WM, Ford EJ (1996) Funghi produttori di taxolo endofitico da calviziecipresso, Taxodium distichum.Microbiologia. 142:2223–2226. 

13. Strobel, G. e Daisy, B. (2003). Bioprospecting per endofiti microbici e loro prodotti naturali. Recensioni di microbiologia e biologia molecolare, 67, 491–502. 

14. El-Sayed, ASA, Yassin, MA e Ali, GS (2015). Profilazione trascrizionale e proteomica diAsproGillus Favipesin risposta alla fame di zolfo.PLOS UNO.

15. El-Sayed, ASA, Mohamed, NZ, Safan, S., Yassin, MA, Shaban, L., Shindia, AA, Shad Ali,G., & Sitohy, MZ (2019). Ripristino del macchinario biosintetico Taxol di Aspergillus terreus diMicrobioma di Podocarpus gracilior Pilger, con recupero delle proteine ​​​​di biogenesi del ribosoma di WD40superfamiglia.Rapporti scientifici, 9, 11534. 

16. El-Sayed, ASA, Safan, S., Mohamed, NZ, Shaban, L., Ali, GS e Sitohy, MZ (2018).Induzione della biosintesi del tassolo da parte di Aspergillus terreus, endofita di Podocarpus gracilior Pilger,su intima interazione con i microbi endogeni della pianta.Biochimica dei processi, 71, 31–40. 

17. El-Sayed, ASA, Fathalla, M., Yassin, MA, Zein, N., Morsy, S., Sitohy, M., & Sitohy, B.(2020). La coniugazione del taxolo di Aspergillus favipes con la porfirina aumenta l'attività antitumoraledel tassolo e ne migliora gli effetti citotossici.Molecole, 25, 1–13.

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