Projekti / Programi
Nanosekundni električni pulzi za selektivno elektroporacijo celičnih organelov
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.06.00 |
Tehnika |
Sistemi in kibernetika |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T115 |
Tehnološke vede |
Medicinska tehnologija |
nanosekundni električni pulzi, elektroporacija, genska terapija, celični organeli
Raziskovalci (2)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
19722 |
dr. Tina Batista Napotnik |
Sistemi in kibernetika |
Raziskovalec |
2005 - 2009 |
61 |
| 2. |
10268 |
dr. Damijan Miklavčič |
Sistemi in kibernetika |
Vodja |
2007 - 2009 |
1.505 |
Organizacije (1)
Povzetek
Če celice izpostavimo električnemu polju, se poveča prepustnost plazemske membrane. Ta pojav imenujemo elektroporacija, saj se v membrani tvorijo vodne pore. Elektroporacijo uporabljamo za raziskovanje bioloških mehanizmov, v kliniki pa za elektrokemoterapijo in elektro-gensko terapijo. Razvoj tehnologije pa nam je omogočil tudi generiranje ultrakratkih, nanosekundnih električnih pulzov. Ti so krajši od časa nabitja membran, zato lahko povečajo prepustnost membran organelov, plazemska membrana pa ostane pri tem nepoškodovana. V okviru našega projekta bomo postavili sistem nanosekundnih električnih pulzov v našem laboratoriju. Najprej bomo raziskali učinke nanosekundnih pulzov različnih parametrov (čas trajanja, jakost, število ponovitev) na celice v kulturi. Določali bomo stopnjo preživetja in spremembe v strukturi in funkciji celic. Nato bomo ugotavljali, kaj določa selektivnost poriranja celičnih organelov ter z izbiro primernih pulzov poskušali selektivno porirati točno določen organel v celici. Delovna hipoteza je, da je z uporabo nanosekundnih pulzov možno selektivno poriranje znotrajceličnih organelov. To bi omogočilo manipulacijo točno določenih organelov v celici, kar odpira široke možnosti uporabe v raziskovanju celičnih mehanizmov in delovanja organelov. Naši rezultati nam bodo omogočili tudi druge možnosti aplikacij nove metode v znanosti, kliniki in industriji (biotehnologiji). Metodo nanosekundnih električnih pulzov bomo na koncu povezali tudi z že obstoječo metodologijo elektroporacije, ki jo uporabljajo za izboljšanje nevirusne genske transfekcije pri genski terapiji. Predvidevamo, da bo aplikacija nanosekundnih električnih pulzov po elektroporaciji povečala ekspresijo vnesenega gena. To bo prispevalo izboljšave na področju razvoja genskih terapij ter genetskega inženiringa.
Pomen za razvoj znanosti
S postavitvijo sistema nsEP je omogočeno pionirsko delo s tehnologijo, ki je nova tako v Sloveniji kot tudi v Evropi. Rezultati so dali jasnejši vpogled v delovanje same metode in odkrili nove možnosti aplikacij tako v biotehnologiji kot tudi v biomedicini. Prav tako so prispevali k razjasnitvi mehanizmov elektroporacije bioloških membran.
Pomen za razvoj Slovenije
Metoda nsEP je zanimiva tudi za aplikacije v biotehnologiji in biomedicini, vključno s kliniko, saj že danes vemo, da ima velik potencial za nove pristope k zdravljenju (npr. raka, preoblikovanju tkiv in celjenju ran). Razvoj sistema nsEP bi lahko omogočilo novo sodelovanje z Onkološkim inštitutom v Ljubljani, s katerim naša raziskovalna skupina uspešno sodeluje že vrsto let. Metoda poracije endocitotskih veziklov je kot potencialna metoda vnašanja snovi v celico zanimiva za mnoge raziskovalne skupine s področja biomedicine, biokemije in biotehnologije, s katerimi sodelujemo že zdaj oziroma bomo sodelovali v prihodnosti (Onkološki inštitut, Inštitut Jožef Stefan, Biotehnična fakulteta). Infrastrukturni center Celična elektrotehnika, ki deluje v okviru Laboratorija za biokibernetiko na FE, UL, in je del Mreže raziskovalnih infrastrukturnih centrov Univerze v Ljubljani (MRIC UL), se tako lahko postavi ob bok redkim centrom v svetu, ki imajo na voljo tehnologijo in znanje za opazovanje vpliva nsEP na celice in celične organele.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
