Projekti / Programi
Razvoj več-funkcionalnih hibridnih liposomov za aktivno zdravljenje rakavih obolenj in večmodalno diagnostiko
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.00 |
Tehnika |
Materiali |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T152 |
Tehnološke vede |
Kompozitni materiali |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.10 |
Tehniške in tehnološke vede |
Nanotehnologija |
liposomi, magnetni nanodelci, foto-termična terapija, slikanje z magnetno resonance, activno tarčenje, rak, dostavni sistem za zdravila
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
35589 |
dr. Nina Kostevšek |
Materiali |
Vodja |
2018 - 2020 |
114 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
90.742 |
Povzetek
Ta predlog obravnava nov način za zdravljenje raka in sočasno diagnostiko, ki temelji na več-funkcionalnem nano-sistemu. Predlagani liposomski sistem bo omogočil selektivno ciljanje rakavih celic preko vezave na epidermalni rastni faktor (EGFR), sproščanje zdravila na daljavo in več-funkcionalno diagnostiko (slikanje z magnetno resonanco in fluorescenčno slikanje). Za uresničitev tega cilja bo predlagan inovativni liposomski sistem vseboval pet aktivnih komponent:
Temperaturno-odzivni liposomi kot ogrodje, ki bodo s svojo sestavo omogočali sprostitev zdravila na daljavo in zagotavljali podaljšan zadrževalni čas v telesu,
Citotoksično zdravilo (doksorubicin) v jedru liposomov
Magnetni nanodelci v lipidnem dvosloju z dvojnim delovanjem; za lokalno segrevanje na daljavo in posledično sprostitev zdravila, ter kot kontrastna sredstva za slikanje z magnetno resonanco (MRI)
Fluorescenčno barvilo (indocianin zeleno) v jedru liposomov z dvojno vlogo; za fluorescenčno slikanje kot komplementarna metoda MRI in za povišanje učinkovitosti foto-termične terapije
Tarčni ligand (monoklonska protitelesa anti-EGFR) na površini liposomov za aktivno ciljanje rakavih celic
Predlagan več-funkcionalni liposomi predstavljajo elegantno in učinkovito rešitev za obstoječe pomanjkljivosti klasične kemoterapije in diagnostike. Sekvenčna organizacija projekta sledi končnemu cilju, to je predklinični potrditvi učinkovitosti teranostičnega sistema. V prvem delu projekta bo poudarek na optimizaciji sinteze hibridnih liposomov in ex vitro vrednotenju delovanja posamezne aktivne komponente. V drugem delu projekta bo izvedeno obsežno in vitro testiranje na normalnih urotelijskih celicah, pol-diferenciranih in popolnoma diferenciranih urotelijskih rakavih celicah, s čimer bo ocenjena biokompatibilnost in stopnja internalizacije hibridnih liposomov za posamezno celično linijo, kar bomo dosegli z testiranji hibridnih liposomov z različnim številom aktivnih komponent. Pričakovati je, da bo zaradi aktivnega ciljanja preko monoklonskih protiteles, najvišja stopnja internalizacije pri rakavih celicah, medtem ko bo ta delež pri zdravih celicah minimalen. To bo dokazano z uporabo in vitro fluorescenčnega slikanja in MRI na vseh treh celičnih linijah z hibridnimi liposomi, s čimer bo dokazano jasno razlikovanje med normalnimi in rakavimi celicami. Nazadnje, selektivno zdravljenje rakavih celic in sproščanje zdravila na daljavo iz hibridnih liposomov bo dokazano s foto-termičnimi eksperimenti.
Vsebina projekta v vseh točkah sledi priporočilom Evropske komisije na področju raziskav v nanomedicini, podanih v dokumentu »Roadmaps in nanomedicine towards 2020« in najnovejšem »Strategic Research and Innovation Agenda For Nanomedicine 2016 – 2030«. Kot je razvidno iz teh dokumentov, je zaradi kompleksnosti in pogostosti pojava raka, razvoj novih in bolj učinkovitih proti-rakavih terapij v kombinaciji z napredno diagnostiko ključnega pomena za ohranjanje in izboljšanje kakovosti življenja. Nadalje, hibridni sistem, predlagan v sklopu tega projekta, ni omejen zgolj na omenjene aplikacije, ampak s prilagoditvijo posameznih aktivnih komponent omogoča zdravljenje številnih bolezni, kjer je potreben učinkovit prenos zdravil in njihovo kontrolirano sproščanje.
Pomen za razvoj znanosti
Vsebina projekta v vseh točkah sledi priporočilom Evropske komisije na področju raziskav v nanomedicini, podanih v dokumentu »Roadmaps in nanomedicine towards 2020« in najnovejšem »Strategic Research and Innovation Agenda For Nanomedicine 2016 – 2030«. Kot je razvidno iz teh dokumentov, je zaradi kompleksnosti in pogostosti pojava raka, razvoj novih in bolj učinkovitih proti-rakavih terapij v kombinaciji z napredno diagnostiko ključnega pomena za ohranjanje in izboljšanje kakovosti življenja. Z vlaganjem v razvoj tovrstnih »pametnih« nanomedicinskih sistemov, se povečuje tehnološka raven inovacij v Sloveniji, kar predstavlja bistven dejavnik pri konkurenčnosti na tujih trgih. Nadalje, hibridni sistem, predlagan v sklopu tega projekta, ni omejen zgolj na omenjene aplikacije, ampak s prilagoditvijo posameznih aktivnih komponent omogoča zdravljenje številnih bolezni, kjer je potreben učinkovit prenos zdravil in njihovo kontrolirano sproščanje. Še posebej naj izpostavim potencialno uporabo za zdravljenje nevrodegenerativnih bolezni, ki so poleg raka trenutno najbolj pereč problem starajoče se družbe. Trenutne omejitve zdravljenja nevrodegenerativnih bolezni so vezane na prenos zdravil čez krvno-možgansko pregrado (ang,. brain blood barrier - BBB). V našem projektu bomo uporabljali urotelijske celice, ki tvorijo edino gostejšo pregrado v človeškem telesu kot je krvno-možganska pregrada. Če uspemo pokazati na sistemu urotelijskih celic, da je dostava zdravila s hibridnimi liposomi selektivna, varna in učinkovita, bo to odprlo celo paleto možnosti tudi za zdravljenje nevrodegenerativnih bolezni. Ker je eden izmed glavnih ciljev projekta tudi razvoj učinkovitejšega kontrastnega sredstva od doslej obstoječih na trgu, se z uspehom tega projekta nadejamo raziskovalnega preboja tudi na področju diagnostike.
Pomen za razvoj Slovenije
The project proposal follows specific recommendations in nanomedicine research recently issued by the European Commission, which can be found in the report “Roadmaps in nanomedicine towards 2020” and the latest "Strategic Research and Innovation Agenda for Nanomedicine 2016-2030". As can be clearly seen from these documents, the development of new and more effective anti-cancer therapies combined with the advanced diagnostics is crucial to preserve and improve the quality of life. Development of as-proposed "smart" nanomedicine system will represent the cutting edge technology, thereby increasing the technological innovation level of Slovenia and Europe as it being the major competitive factor in the medical market. Furthermore, the hybrid system proposed in this project is not limited only to the aforementioned applications. With the modification of individual active components, this hybrid system can be used to treat several diseases where an effective drug transfer and a controlled release is required. In particular, I would like to point out its potential use for the treatment of the neurodegenerative diseases, which in addition to cancer are currently one of the major issues of an aging population. Current issues with the treatment of the neurodegenerative diseases are associated with the drug transfer over the blood-brain barrier (BBB). In our project, urothelial cells that form the only denser barrier in the human body that is the BBB will be used. Successful demonstration on urothelial cell lines that the multifunctional hybrid liposomes are highly selective, safe and efficient theranostic system will open up also new options for the treatment of the neurodegenerative diseases. Furthermore, one of the main objectives of the project is the development of far more efficient contrast agents for MRI than the currently existing ones on the market. Therefore, with the successful outcome of this project, a research breakthrough in the field of diagnostics is inevitable.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo,
zaključno poročilo
