Projekti / Programi
Sinteza novih rutenijevih spojin in njihova možna uporaba pri tumorski elektrokemoterapiji
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.04.00 |
Naravoslovje |
Kemija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P360 |
Naravoslovno-matematične vede |
Anorganska kemija |
rutenijeve spojine; protirakavi kovinski kompleksi; elektroporacija; in vivo testi
Raziskovalci (10)
Organizacije (3)
Povzetek
V predlaganem interdisciplinarnem projektu sodelujejo strokovnjaki s področij kemije, elektrotehnike, biologije in medicine, z namenom sinergije pri razvoju postopkov elektrokemoterapije rutenijevih spojin. Elektrokemoterapija je učinkovita metoda za lokalno zdravljenje čvrstih tumorjev, ki je v klinični rabi od leta 2006 in kaže odlične rezultate odzivnosti. Poleg tega so v teku tudi že klinični testi za nekaj rutenijevih spojin, ki bi lahko bile protirakava zdravila. Glavni cilji našega dela so:
Kemijska sinteza in karakterizacija. Priprava novih rutenijevih spojin in njihova karakterizacija z različnimi fizikalno-kemijskimi metodami. Pri sintezah bomo uporabili različne ligande (triazoli, kinoloni, N,N-ligandi, purini, akridini, kumarini) da bi uspeli izolirati spojine z lastnostmi, ki so zahtevane za potencialna zdravila.
In vitro določitev citotoksičnosti. Testiranje protirakavega učinka izbranih spojin in vitro, bo omogočilo izbiro najboljših kandidatov za elektroporacijske eksperimente. Z nadaljnjimi poskusi bomo poskušali ugotovili, če elektroporacija poveča citotoksično učinkovitost rutenijevih spojin v in vitro pogojih.
In vivo elektrokemoterapijski testi.. V zadnji fazi projekta želimo opraviti še in vivo teste na živalskih tumorskih modelih. Ovrednotenje protitumorske učinkovitosti elektrokemoterapije bo morda razkrilo novo učinkovito zdravilo za uporabo pri elektrokemoterapiji (zaenkrat sta v uporabi le cisplatin in bleomicin).
Poskušali bomo tudi potrditi da je kombinacija sistemske uporabe rutenijevih spojin in elektroporacije primerna za zdravljenje rakavih bolezni in jo je smotrno nadalje razvijati za klinično uporabo.
Pomen za razvoj znanosti
Kemijski del, ki vključuje pripravo in karakterizacijo novih koordinacijskih spojin rutenija je pomemben iz več razlogov. Priprava novih spojin prispeva k boljšemu razumevanju mehanizma nastanka kovinskih kompleksov. Na osnovi karakterizacije pa dobimo tudi vpogled v njihove fizikalno-kemijske lastnosti, ki so lahko zanimive za različne aplikacije. Vsi novi strukturni podatki se shranijo v bazi (Cambridge Structural Database (CSDB)) in so dostopni vsem raziskovalcem po svetu zato podatke lahko uporabijo tudi pri svojih raziskavah. Za boljše razumevanje biološkega delovanja spojine je ključno poznati povezavo med strukturo in lastnostmi snovi (biološke, fizikalne, kemijske idr.). Glede na povezave med strukturo in aktivnostjo spojine (Structure-activity relationships (SAR)) poskušamo spreminjati aktivnost spojin na osnovi spreminjanja njihove kemijske strukture. Glede na to, da so se nekateri rutenijevi kompleksi že izkazali s svojim protirakavim učinkom, bi bilo zaželjeno ugotoviti kakšen je mehanizem njihovega delovanja oziroma kako struktura na kovino vezanih sorodnih ligandov vpliva na njihovo aktivnost. Dolgoročni cilj teh raziskav je racionalna priprava spojin z značilnimi uporabnimi lastnostmi (npr. novih zdravil).
Dve rutenijevi spojini sta že v fazi kliničnih preizkusov (faza II.), mnoge pa so v fazi preliminarnih raziskav. Zaradi vzpodbudnih rezultatov so rutenijeve spojine potencialna zdravila za zdravljenje rakavih obolenj in kot take zanimive za farmacevtsko industrijo. Prizadevamo si, da bi multidisciplinarni pristop (izolacija nove rutenijeve spojine, testiranje učinkov spojine v kombinaciji z elektroporacijo in vitro in in vivo) razkril, da je takšna kombinacija primerna za klinično zdravljenje določenih vrst raka. Poleg naših novih spojin, v sodelovanju s tujimi partnerji v elektroporacijskih raziskavah uporabljamo tudi rutenijeve spojine, ki so že v fazi kliničnih preizkusov.
Pomen za razvoj Slovenije
Naše raziskave se skladajo z Usmeritvami Ministrstva za visoko šolstvo, znanost in tehnologijo za dodelitev proračunskih sredstev za raziskovalne prioritete, saj gre za raziskovanje novih materialov, novih proizvodnih postopkov in tehnologij. Na drugi strani so raziskave namenjene tudi izboljšanju zdravja in kvalitete življenja na sploh.
Naše raziskave lahko pripeljejo tudi do novih praktičnih aplikacij (npr. v kemijski, farmacevtski industriji, medicini, itd.). Na osnovi rezultatov razvoja in testiranja novih rutenijevih spojin lahko pride tudi do možnega ekonomskega izkoriščanja. Pazljivo spremljamo uporabnost novih rezultatov in če bo potrebno bomo intelektualno lastnino tudi primerno zaščitili. Med časom trajanja projekta smo ugotovili, da na osnovi rutenijevega kompleksa povzročimo racemizacijo nikotina. Za ta postopek smo vložili patentno prijavo.
V našem projektu sodelujejo tudi tuji partnerji iz sosednjih srednjeevropskih držav (Italija, Avstrija), zato je ta projekt pomemben za nadaljnji razvoj regijske kohezije in sodelovanja (v okviru CEI (Central European Initiative) in AAD (Alps Adria Danube)). Tovrstno sodelovanje v mednarodnih povezavah z drugimi univerzami prinaša tudi konkurenčno vključevanje v evropski visokošolski in raziskovalni prostor. S temi partnerji sodelujemo tudi v drugih oblikah (COST D39 projekt, SLO-AUT bilateralni projekt) in opažamo da se je sodelovanje okrepilo. Profesor Turel je bil na osnovi tega sodelovanja v letu 2009 na enomesečnem študijskem obisku v laboratorijih prof. B.K. Kepplerja (Dunaj), v letu 2010 pa je bilo realiziranih še nekaj (1-2 mesečnih) izmenjav. Doktorand J. Kljun je bil preko COST STSM mehanizma na večmesečnem študijskem obisku v laboratorijih prof. B.K. Kepplerja (Dunaj), preko istega mehanizma pa je za en mesec laboratorij I. Turela obiskal I. Bratsos iz skupine E. Alessija (Trst) . Naši rezultati in dobro razvito sodelovanje partnerjev med projektom bo povečalo naše možnosti za uspešno sodelovanje v novih projektih evropskih programov, kar je z nacionalnega vidika zelo pomembno.
Za razvoj naše države je zelo pomembno tudi to, da so v naše praktično raziskovalno delo vključeni do- in podiplomski študenti. Na ta način se znanje in izkušnje prenašajo na mlajše raziskovalce, ki hkrati pridejo v stik z domačimi kot tudi tujimi vrhunskimi laboratoriji. Vse to lahko kasneje koristno uporabijo v svojih profesionalnih karierah. Dodatno so naše raziskave neposredno povezane s številnimi predmeti na do- in podiplomskih programih sodelujočih fakultet z Univerze v Ljubljani, kar med drugim omogoča študentom povezati teorijo s prakso. Ob tem velja omeniti tudi organizacijo mednarodne delavnice in podiplomske šole (Electroporation based technologies and treatments), ki jo je po tradiciji, tudi v letu 2009, izvedla skupina profesorja D. Miklavčiča. Mlada raziskovalka Rosana Hudej je na tem srečanju predstavila rezultate svojega dela o učinkih rutenijevih spojin v kombinaciji z elektroporacijo.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
