زعفران لیپوزومی: یک عامل درمانی طبیعی و تقویت‌کننده ایمنی امیدوارکننده

زعفران نام تجاری کلاله‌های خشک‌شده گل Crocus sativus است که معمولاً به عنوان «زعفران کروکوس» شناخته می‌شود. کلاله‌های قرمز رنگ و سبک‌های (به نام نخ‌ها) جمع‌آوری و خشک می‌شوند برای استفاده، عموماً به عنوان یک چاشنی معطر و عامل رنگ‌دهنده در غذا. مواد اصلی زعفران شامل کروسین، سافرانال، پیکروکروسین و کروستین هستند که عمدتاً به دلیل خواص آنتی‌اکسیدانی و درمانی خود شناخته شده‌اند. این ترکیبات زیست‌فعال دارای خواص درمانی و حسی مختلف هستند که به شرح زیر است: (i) آنتی‌اکسیدان‌های قدرتمند، (ii)促進 هضم، (iii) بهبود خلق‌وخو و درمان علائم افسردگی، (iv) خواص مبارزه با سرطان، (v) کاهش علائم سندرم پیش از قاعدگی، (vi) عمل به عنوان محرک جنسی، (vii) کاهش اشتها و کمک به کاهش وزن، (viii) تقویت سیستم ایمنی، و (ix) بهبود بینایی. علاوه بر این، نانوکپسوله‌سازی این مواد زیست‌فعال یک پلتفرم نوین برای افزایش کارایی درمانی و جلوگیری از تخریب ترکیبات زیست‌فعال زعفران است. کشت و کاربرد انسانی زعفران به بیش از ۳۵۰۰ سال پیش بازمی‌گردد. اگرچه برخی تردیدها در مورد منشأ آن باقی مانده است، پیشنهاد شده که زعفران در ایران منشأ گرفته است، با این حال، یونان و بین‌النهرین نیز به عنوان منشأهای احتمالی این گیاه پیشنهاد شده‌اند. گل‌های زعفران، کلاله و فیلامان‌ها برای مدت طولانی به عنوان مواد دارویی استفاده شده‌اند. برای نشان دادن این موضوع، اثر سقط‌کننده مواد زعفران در قرون وسطی شناخته شده بود، که در آن زمان توسط ماماها در زایمان‌ها برای خواص آرام‌بخش و ضداسپاسم گیاه استفاده می‌شد. علاوه بر این، برای درمان بیماری‌های چشمی، التیام زخم‌ها، شکستگی‌ها و دردهای مفصلی و برای بسیاری از کاربردهای دیگر استفاده شده است، که منجر به توصیف پلینی بزرگ‌تر آن به عنوان نوعی پاناسه در Naturae Historiarum XXXVII او شده است. اجزای زیست‌فعال زعفران فعالیت‌های ضدالتهابی و ضدفیبروزیس را در آزمایش‌های بالینی نشان داده‌اند. علاوه بر این، گزارش شده که ترکیبات زیست‌فعال زعفران در برابر سرکوب سلول‌های توموری مؤثر هستند. با ظهور کووید-۱۹، تولید مکمل‌های تقویت‌کننده ایمنی به طور قابل توجهی افزایش یافته است. جالب اینجاست که گزارش شده کروستین تمایل بالایی به پروتئین اسپایک ویروس کووید-۱۹ (پلی‌پپتید اصلی ویروس) دارد، بنابراین می‌تواند دسترسی ویروس به گیرنده سلولی را مختل کند. به دلیل پایداری کم و حساسیت مواد زیست‌فعال زعفران، فناوری کپسوله‌سازی این مشکل جدی را برطرف کرده است. به طور خلاصه، کپسوله‌سازی شامل پوسته‌ای برای حفاظت از ماده(های) خاص و جلوگیری از نشت آن‌ها قبل از رسیدن به محل هدف است. بر این اساس، یکی از فناوری‌های جالب برای اهداف کپسوله‌سازی لیپوزوم‌ها و مشتقات آن از جمله نانولیپوزوم‌ها، توکوزوم‌ها و نانوذرات لیپید جامد هستند، که مقرون‌به‌صرفه، پایدار و به راحتی تولید می‌شوند. مواد زیست‌فعال زعفران کپسوله‌شده، با استفاده از امولسیون‌ها، لیپوزوم‌ها یا مشتقات آن‌ها، کاندیداهای امیدوارکننده‌ای برای تولید مکمل‌های غذایی و محصولات تقویت‌کننده ایمنی هستند، که توجه هر دو صنعت و دانشگاه را جلب کرده است، به ویژه در دوران همه‌گیری. غذا متعادل و سالم همراه با مکمل‌های غذایی برای کاهش نرخ مرگ‌ومیر و بیماری‌های مرتبط با بیماری‌های ویروسی و دیگر بیماری‌ها مانند سرطان بسیار مهم است. شناخته شده است که مکمل‌های غذایی و نوتراسوتیکال‌ها نقش بسیار مهمی در جنبه‌های پیشگیرانه و درمانی بیماری‌های ویروسی و غیرویروسی ایفا می‌کنند. تولید متداول سیستم‌های کپسوله‌سازی لیپیدی نیاز به استفاده از حلال‌های بالقوه سمی (مانند کلروفرم، متانول و دی‌اتیل اتر) داشت. به لطف پیشرفت‌های اخیر در زمینه کپسوله‌سازی، این سیستم‌های لیپیدی اکنون می‌توانند بدون استفاده از حلال‌های سمی یا مواد شوینده، در مقیاس‌های بزرگ تولید شوند. مثال‌هایی از چنین روش‌هایی شامل «روش گرمایش» و «روش مظفری» است. بارگذاری زعفران در لیپوزوم‌ها یا نانولیپوزوم‌ها با استفاده از روش مظفری از طریق سه مرحله زیر قابل انجام است: ۱. افزودن مواد کپسول به مخلوط پیش‌گرم‌شده (۶۰ درجه سانتی‌گراد) زعفران و یک کوسیلوانت مانند گلیسرول، سوربیتول یا پروپیلن گلیکول (غلظت نهایی ۳٪، v/v) در یک ظرف مقاوم به حرارت. ۲. گرمایش مخلوط در ۶۰ درجه سانتی‌گراد در حالی که هم می‌زنید (مثلاً ۱۰۰۰ دور در دقیقه) برای مدت ۴۵ تا ۶۰ دقیقه در اتمسفر بی‌اثر (مثلاً با استفاده از گاز نیتروژن). ۳. پس از آماده‌سازی فرمولاسیون، باید در دماهای بالاتر از دمای انتقال فاز مواد فسفولیپیدی (Tc) در اتمسفر بی‌اثر برای ۱ ساعت نگه داشته شود تا وزیکول‌ها آنیل و تثبیت شوند. آخرین اما نه کم اهمیت، طبیعت سبز هر دو زعفران و لیپوزوم‌ها آن‌ها را به کاندیداهای جذابی برای کاربرد به عنوان محصولات خوراکی تبدیل می‌کند و بدون شک بازار این محصول پیشرفته به زودی به طور قابل توجهی رشد خواهد کرد.

Saffron is the commercial name of the dried stigmas of Crocus sativus flower, commonly known as the “saffron crocus.” The colorful crimson stigma and styles (called threads) are collected and dried for use, generally as an aromatic seasoning and coloring agent in food. The main ingredients of saffron include crocin, safranal, picrocrocin, and crocetin which are primarily recognized for their antioxidant and therapeutic properties. These bioactive compounds possess various therapeutic and organoleptic properties, which are as follows: (i) they are powerful antioxidants, (ii) promote digestion, (iii) improve mood and treat depressive symptoms, (iv) have cancer-fighting properties, (v) reduce symptoms of premenstrual syndrome, (vi) act as aphrodisiac, (vii) reduce appetite and aid weight loss, (viii) boost immune system, and (ix) improve eye sight. Moreover, nanoencapsulation of these bioactive ingredients is a novel platform to boost the therapeutic efficiency and inhibit degradation of saffron bioactive compounds. Human cultivation and application of saffron dates back to more than 3500 years. Although some doubts remain on its origin, it is suggested that saffron originated in Iran, nonetheless, Greece and Mesopotamia have also been suggested as the possible origins of this plant. Saffron flowers, stigma, and filaments are being used as medicinal ingredients for a long time. To illustrate this, the abortifacient action of the ingredients of saffron was well known in the middle ages, during which it was also used by midwives in deliveries for the sedative and antispasmodic properties of the plant. Besides, it has been employed to treat eye diseases, heal wounds, fractures, and joint pains and for many other uses, leading to Pliny the Elder describing it as a kind of panacea in his Naturae Historiarum XXXVII. Saffron bioactive components have demonstrated anti-inflammatory and anti-fibrosis activities in clinical trials. Furthermore, it is reported that saffron bioactive compounds are effective against suppression of tumor cells. With the emergence of COVID-19, the production of immune-boosting supplements has increased significantly. Interestingly, it is reported that crocetin has a high affinity toward spike protein of COVID-19 virus (the main polypeptide of the virus), thus can hinder the access of the virus to the cell receptor. Due to the low stability and sensitivity of the saffron bioactive ingredients, the encapsulation technology has surmounted this grave problem. In short, encapsulation comprises a shell to protect particular ingredient(s) and to prevent them from leaching out before reaching the target site. Accordingly, one of the interesting technologies for encapsulation purposes are liposomes and its derivatives including nanoliposomes, tocosomes, and solid-lipid-nanoparticles, which are affordable, stable, and simply produced. Encapsulated saffron ingredients, using emulsions, liposomes, or their derivatives, are promising candidates for the production of food supplements and immune-boosting products, which has captured the attention of both industry and academia, particularly in the pandemic era. Balanced and healthy food along with dietary supplements are extremely important in decreasing the rates of mortality and morbidity associated with viral and other diseases such as cancer. It is well known that dietary supplements and nutraceuticals play a very important role in the preventive as well as curative aspects of viral and nonviral diseases. Conventional manufacture of lipidic encapsulation systems required use of potentially toxic solvents (e.g., chloroform, methanol, and diethyl ether). Thanks to recent progress in the field of encapsulation, these lipidic systems can now be manufactured, without utilization of toxic solvents or detergents, on large scales. Examples of such methods include the “heating method” and “Mozafari method.” Loading saffron to liposomes or nanoliposomes using Mozafari method can be accomplished through the following three steps: 1. Adding capsule ingredients to a preheated (60°C) mixture of saffron and a cosolvent such as glycerol, sorbitol, or propylene glycol (final concentration 3%, v/v) in a heat resistant vessel. 2. Heating the mixture at 60°C while stirring (e.g., 1000 rpm) for a period of 45 to 60 min under an inert atmosphere (e.g., using nitrogen gas). 3. Following preparation of the formulation, it must be kept at temperatures above phase transition temperature of the phospholipid ingredients (Tc) under an inert atmosphere for 1 h to allow the vesicles to anneal and stabilize. Last but not least, the green nature of both saffron and liposomes makes them attractive candidates for application as edible products and undoubtedly soon the market of this high-tech product will grow remarkably.