دانشگاه سمنان شیمى کاربردى روز 2981-2437 21 78 2026 04 21 Folic Acid and Glucose Functionalized PEG-PEI-Based Multifunctional Nanocapsules for Targeted Gene Delivery to Hs-578T Cancer Cells نانوکپسول‌های چندمنظوره مبتنی بر PEG-PEI و عامل دار شده با فولیک اسید وگلوکز جهت انتقال هدفمند قطعات ژنی به سلول‌های سرطانی Hs-578T 155 178 10741 10.22075/chem.2026.39270.2398 FA هاشم یعقوبی گروه زیست شناسی، واحد اردبیل، دانشگاه آزاد اسلامی، اردبیل، ایران افسون بایرامی گروه زیست شناسی، واحد اردبیل، دانشگاه آزاد اسلامی، اردبیل، ایران Journal Article 2025 10 04 Introduction: Targeted gene delivery can overcome limitations of conventional chemotherapy. In this study, PEI/PEG-based multifunctional nanocapsules with dual targeting were designed by simultaneous modification with folic acid and glucose to enhance gene transfer efficiency into Hs-578T breast cancer cells.<br />Materials and Methods: The synthesized nanocapsules were characterized using 1H-NMR, FTIR, and TGA. Particle size, morphology, and zeta potential were evaluated by DLS and TEM. Cytotoxicity, DNA binding and protection, and transfection efficiency of the target sequence (pEGFP-N1) were assessed using MTT assay, gel electrophoresis, flow cytometry, and fluorescence microscopy.<br />Results: DLS analysis showed that PPF, PPG, and PPGF nanocapsules had average sizes ranging from 174 to 301 nm, with folic acid–modified nanocapsules exhibiting larger sizes than glucose-modified ones. Increasing the nanoparticle/DNA ratio reduced particle size and shifted the surface charge from −7.4 to +6.2 mV. DNA release studies demonstrated significantly higher release from PPG, PPF, and PPGF nanocapsules at pH=5.5 compared to pH=7.4, reaching 64.96% in the presence of dextran (100 µg.mL-1). Moreover, folic acid modification enhanced DNA release compared to glucose. MTT results indicated that PEI/DNA complexes induced over 50% cytotoxicity at concentrations above 30 µg/mL, whereas modified nanocapsules showed improved biocompatibility. Gel electrophoresis, flow cytometry, and fluorescence microscopy confirmed effective DNA binding, enzymatic protection, and efficient gene delivery, with dual-ligand modification achieving the highest transfection efficiency.<br />Conclusion: Dual targeting with folic acid and glucose significantly enhances targeted gene delivery efficiency. مقدمه: ژن‌رسانی هدفمند می‌تواند محدودیت‌های شیمی‌درمانی را کاهش دهد. در این مطالعه، نانوکپسول‌های مبتنی بر PEI/PEG با هدف‌گیری دوگانه فولیک‌اسید و گلوکز طراحی شدند تا کارایی انتقال ژن به سلول‌های سرطان سینه Hs-578T افزایش یابد.<br />مواد و روش‌ها: نانوکپسول‌ها با استفاده از 1H-NMR،FTIR و TGA شناسایی شدند. اندازه، مورفولوژی و پتانسیل زتا به‌ترتیب با TEMو DLS بررسی شد. آزمون‌هایMTT، الکتروفورز ژل، فلوسیتومتری و میکروسکوپ فلورسانسی برای ارزیابی سمیت، اتصال و حفاظت DNA و کارایی انتقال توالی هدف (pEGFP-N1) انجام گرفت.<br />نتایج: نتایج DLS نشان داد نانوکپسول‌های PPF، PPG و PPGF دارای اندازه متوسط 174 تا 301 nm بودند و نانوکپسول‌های حاوی فولیک‌اسید اندازه بزرگ‌تری نسبت به نمونه‌های اصلاح‌شده با گلوکز داشتند. با افزایش نسبت نانوذره به DNA، اندازه کاهش یافته و بار سطحی از 7/4− به 6/2+ mV تغییر کرد. بررسی رهایش DNA نشان داد در 5/5 pH=رهایش از نانوکپسول‌های PPG،PPF و PPGF به‌طور معنی‌داری بیشتر از 4/7 pH=بود و در حضور دکستران (µg.mL-1 100) به 96/64 درصد رسید. هم چنین مشخص شد که رهایشDNA از نانوکپسول‌های پوشش داده شده توسط فولیک‌اسید نسبت به گلوکز افزایشی بود. از سویی آزمون MTT نشان داد که نانوکپسول‌های PEI/DNA در غلظت‌های بالاتر از µg/mL 30 بیش از 50 درصد سمیت ایجاد می‌کند، در حالی‌که نانوکپسول‌های اصلاح‌شده زیست‌سازگاری بالاتری داشتند. نتایج ژل الکتروفورز، فلوسیتومتری و میکروسکوپ فلورسانس بیانگر اتصال مؤثر، محافظت آنزیمی مناسب و انتقال کارآمد DNA بودند و استفاده هم‌زمان از فولیک‌اسید و گلوکز بیشترین بازدهی انتقال را نشان داد.<br />نتیجه‌گیری: هدف‌گیری دوگانه فولیک‌اسید و گلوکز بازدهی ژن‌رسانی را افزایش می‌دهد. https://chemistry.semnan.ac.ir/article_10741_44a1c126563bad5077ff5476f10305a1.pdf