Lung injury and the impact of Berberine nano- particles on the role of a cytotoxic drug in mice / by Marwa Ali Mahmoud Ali ; Supervisors Prof. Dr. Mohamed Ali El-Desouky, Prof. Dr. Mohamed Ahmed Badawy, Prof. Dr. Ehsan Ali Badawy El-Shiekh, Prof. Dr. Safaa Metwaly Youssef Morsy

Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2022.

Bibliography: pages 138-175.

Berberine is a phytochemical alkaloid that can be administered as a critical medicine in cancer treatment. The main difficulties in its usage are its low solubility and absorption rate. However, nanotechnology is seen as a possible approach for overcoming these challenges.
The aim of this study was to synthesize and characterize berberine loaded chitosan nanoparticles (BBR-COSNPs) and to evaluate their protective effects against urethane induced lung cancer and improve chemotherapy effect with minimal toxicity on normal cells. Eighty male albino mice were divided into eight groups, blood and lung tissue samples were collected for laboratory assays. The BBR-COSNPs were spherical in form, with an average particle size of 45.56 nm and a zeta potential of 39.82 ± 1.82 mV. The in vivo data demonstrated that mice given urethane or DOX alone had a significant increase in serum ALT, AST, urea, creatine, NF-κB & lung MDA, NO and COX-2-positive expression accompanied with a significant decrease in GSH and SOD compared to control group. Caspase 9 in the lung tissue and serum BAX were significantly decreased while a significant increase in serum VEGFR2 and lung HIF1-a gene expressions were observed in urethane group compared to control group. On the other hand, in DOX treated group, apoptotic mediators were significantly increased accompanied with significant decrease in angiogenic mediators compared to control group. Co-treatment with BBR-COSNPs suppressed lung cancer growth, promoted apoptosis and inhibited tumor angiogenesis. Treatment with BBR-COSNPs showed protective effect against DOX induced tissue damage by inhibition of apoptosis and modulation of angiogenesis. Thus, BBR-COSNPs can be applied in a novel combination with DOX in lung cancer therapy.

يعد سرطان الرئة أحد أكثر أنواع الأورام الخبيثة شيوعًا للجهاز التنفسي، ويسبب معدلات مرتفعة للوفيات. كما أن إستراتيجية العلاج الكيميائي للسرطان تسبب عدة آثار جانبية. الدوكسوروبيسين عقار كيميائي يستخدم في علاج السرطان، ولكن ما يسببه من تطور السمية القلبية والخلل في وظائف الكبد والكلي قد يحد من إستخدامه البربرين مادة تستخلص من العديد من النباتات الطبية، ويعتبر بمثابة عقار حيوي لعلاج السرطان. ولكن إنخفاض ذوبانه وإمتصاصه من العوائق الرئيسية في إستخدامه. لذلك، تكنولوجيا النانو يعتبر حلا واعدا للتغلب على هذه العوائق. وقد هدفت هذه الدراسة الى تقييم كفاءة جسيمات البربارين النانونية في التأثير على سرطان الرئة المستحث وتحسين تأثير العلاج الكيميائي مع الحد من سمية الخلايا الطبيعية.
- اشتملت الدراسة على ثمانين ذكرًا من الفئران البيضاء مقسمة إلى ثماني مجموعات، حيث كانت المجموعة الأولى مجموعة ضابطة سلبية وتم حقن ثلاث مجموعات أخرى بمادة اليوريثان 3 مرات لمدة أسبوع حيث كانت المجموعة الثانية بمثابة مجموعة ضابطة إيجابية، وقد تم علاج المجموعتين الثالثة والرابعة عن طريق الفم بجرعة يومية من البربرين أو جزيئات البربرين النانونية لمدة 10 أسابيع متتالية بعد حقن اليوريثان على التوالي. المجموعة الخامسة حقنت داخل الغشاء البريتوني بمادة دوكسوروبيسين مرتين في الأسبوع لمدة أسبوعين وتم حقن المجموعة السادسة والسابعة بمادة الدكسوروبيسين ثم عولجوا عن طريق الفم بمادة البربرين أو جزيئات البربارين النانونية على التوالي. وأخيرًا المجموعة الثامنة تلقت فيها الفئران مادة اليوريثان ثم عولجت بتركيبة من جزيئات البربرين النانونية والدكسوروبيسين. وتم جمع عينات الدم وجمع عينات الأنسجة لقياس التحاليل البيوكيميائية. وأوضحت النتائج أن جزيئات البربرين النانونية مكعبة الشكل، بمتوسط حجم 45.56 نانومتر وأظهرت البيانات زيادة ذات دلالة إحصائية في مستويات وظائف الكبد والكلى في مصل الدم ومستويات إجهاد الأكسدة في أنسجة الرئة وقد لوحظ زيادة مستوى العامل النووي كابا بي بشكل معنوي والنشاط الإيجابي لسيكلو اوكسجيناز - في أنسجة الرئة مصحوباً بإنخفاض ذو دلالة إحصائية في مستويات مضادات الأكسدة في أنسجة الرئة بمجموعات الفئران التي تلقت مادة اليوريثان أو مادة الدكسوروبيسين مقارنة بالمجموعة الضابطة.
كما لوحظ إنخفاض فى عوامل الموت المبرمج مصحوباً بزيادة معنوية في مستويات عوامل تكوين الأوعية الدموية بمجموعة اليوريثان بالمقارنة بالمجموعة الضابطة. ومن ناحية أخرى، فإن المجموعة التي تلقت مادة الدكسوروبيسين، أظهرت زيادة ذو دلالة أحصائية في دلائل الموت المبرمج مصحوباً بإنخفاض معنوي في مستويات عوامل تكوين الأوعية الدموية مقارنة بالمجموعة الضابطة. كما أظهر العلاج باستخدام جزيئات البربرين النانونية إلى تثبيط نمو سرطان الرئة وتعزيز موت الخلايا المبرمج بالإضافة إلى تثبيط تولد الأوعية الورمية عن طريق خفض مستويات مستويات عوامل تكوين الأوعية الدموية. كما أظهر العلاج باستخدام جزيئات البربرين النانونية تأثيرًا وقائيًا ضد الأثار الجانبية للعلاج بمادة الدكسوروبيسين الذي يتسبب في تلف الأنسجة عن طريق تثبيط موت الخلايا المبرمج وضبط معدل تكوين الأوعية الدموية. ولذلك، يمكن تطبيق استخدام جزيئات البربرين النانونية مع الدكسوروبيسين في علاج سرطان الرئة. الكلمات الدالة: سرطان الرئة، البربرين، الجسيمات النانونية، الدكسوروبيسين.

Issued also as CD

Text in English and abstract in Arabic & English.