Projekti / Programi
Selektivna elektroporacija s porazdeljenimi nanoelektrodami
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.06.00 |
Tehnika |
Sistemi in kibernetika |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.06 |
Tehniške in tehnološke vede |
Zdravstveni inženiring |
elektroporacija, nanodelci, električno polje, celična membrana, plasmidna DNA
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan
02. december 2023;
A3 za obdobje
2017-2021
Podatki za razpise ARIS (
04.04.2019 - Programski razpis,
arhiv
)
| Baza |
Povezani zapisi |
Citati |
Čisti citati |
Povprečje čistih citatov |
| WoS |
873 |
30.187 |
23.326 |
26,72 |
| Scopus |
977 |
35.253 |
27.565 |
28,21 |
Raziskovalci (24)
Organizacije (3)
Povzetek
Elektroporacija postaja široko uporabljena metoda za začasno povečanje prepustnosti celične membrane z izpostavitvijo celice ali tkiva kratkim in visoko napetosntim električnim pulzom. Elektroporacija še posebej dobiva zagon za lokalni vnos kemoterapevtskih zdravil v tumorske celice in za vnos nukleinskih kislin v celice za različne oblike genske terapije. Ena najpomembnejših prednosti elektroporacije je njena univerzalnost, saj jo lahko uporabimo za permeabilizacijo membrane dobesedno katere koli vrste celic. Vendar ta prednost postane pomanjkljivost, ko moramo selektivno elektroporirati določene celice v zapleteni strukturi tkiva. Cilj projekta je razviti nov pristop, ki bo omogočil selektivno elektroporacijo ciljnih celic za dostavo zdravil in genov. V ta namen bomo uporabili prevodne nanodelce zlata (ND), s katerimi smo pokazali (tudi druge študije), da lahko delujejo kot porazdeljene nanoelektrode in lokalno ojačajo vzpostavljeno električno polje. Pri tem se morajo za izbolšanje elektroporacije membrane ND nahajati v njeni neposredni bližini. Te ND je mogoče tudi funkcionalizirati za interakcijo z membranami določenih celic. Tako domnevamo, da lahko s kombinacijo električnih pulzov s primerno izbranimi ND dosežemo želeno selektivno elektroporacijo. V okviru tega projekta bomo svojo hipotezo preizkusili s teoretičnimi in eksperimentalnimi pristopi ter združenimi močmi raziskovalcev nanomaterialov, strokovnjakov za celično biologijo in vodilnih svetovnih strokovnjakov za elektroporacijo. Projekt je organiziran v štirih delovnih sklopih (DS). DS1 je namenjen teoretičnemu razumevanju medsebojnih povezav med interakcijami ND s celično membrano, lokalnim ojačanjem električnega polja in elektroporacije. To razumevanje bomo razvili z uporabo našega strokovnega znanja in izkušenj pri simulacijah molekularne dinamike in modeliranju z metodo končnih elementov. Aktivnosti v DS1 so tesno povezane z aktivnostmi DS2, ki je namenjen poskusom in vitro na sistemih z naraščajočo biološko zapletenostjo: ravninski lipidni dvosloj; velikanski mehurčki plazemske membrane; in različne celice in vitro. Ravninski lipidni dvosloj in velikanski mehurčki plazemske membrane bodo odličen modelni sistem za preučevanje interakcije med nanodelci in membrano, saj jih je mogoče uporabiti s preprostimi elektroliti, pri katerih je vedenje funkcionaliziranih ND bolj predvidljivo kot v kompleksnih medijih, potrebnih za gojenje celic. Ti poskusi bodo nadalje omogočili primerjavo s teoretičnim delom v DS1. Uporaba različnih celičnih linij, široko raziskanih celic CHO, normalnih prašičjih urotelijskih celic in celičnih linij človeškega raka mehurja različnega gradusa nam bo z uporabo ND omogočila selektivnost elektroporacije in dovajanja zdravil. Zlate ND bomo raziskovali s sistematičnim spreminjanjem njihovih lastnosti: velikosti (5-50 nm), prevleke (grobe ali gladke) in funkcionalizirano površino. Delo v DS1 in DS2 bo nadgrajeno v DS3, ki je osredotočeno na prikaz transmembranskega transporta, kopičenja zdravil in genske transfekcije v celicah in vitro. Na koncu bomo z aktivnostmi v DS4 zagotovili učinkovito diseminacijo rezultatov projekta ter identifikacijo in zaščito intelektualne lastnine. Projekt vsebuje številne inovativne in ambiciozne metodološke pristope, ki zahtevajo interdisciplinarno strokovno znanje. Zato bo projekt potekal v sodelovanju med Fakulteto za elektrotehniko in Medicinsko fakulteto Univerze v Ljubljani in Oddelkom za sintezo materialov na Institutu Jožef Stefan v Ljubljani. Rezultati projekta bodo zagotovili podlago za učinkovitejšo elektroporacijo in selektivno elektroporacijo z uporabo funkcionaliziranih ND. Rezultati projekta bodo zagotovili tudi nov vpogled v interakcije ND s celičnimi membranami, kar zanima širšo znanstveno skupnost.
