Polymerní stavebnice pro biomedicinální aplikace

Projekt č. 7F14009

 

Nositel projektu

 

Partneři projektu

 


POPIS PROJEKTU

 

Projekt je zaměřen na vývoj nových dopravních systémů pro léčiva na bázi nanočásticové stavebnice sestávající se z nové generace samouspořádaných polymerních systémů. Vyvinuté systémy budou testovány pro aplikace při léčbě a diagnostice nádorových onemocnění, tuberkulózy a zánětlivých onemocnění. Projekt je založen na vysoké odbornosti a komplementaritě čtyř výzkumných týmů s dlouhodobou a rozsáhlou zkušeností v tomto oboru, dvou z České republiky a dvou z Norska.

 Polymerní stavebnice se sestává z biodegradovatelných polymerních nanočástic (připravených v Oddělení chemie, Univerzita Oslo) nesoucích terapeutickou složku navázanou v jádře částice. Po jejich charakterizaci (v Oddělení chemie Univerzity Oslo a ÚMCH Praha) bude povrch částic pokryt polymerem (syntetizovaným a charakterizovaným v ÚMCH Praha), který ponese (a) skupiny selektivně se vážící na specifické receptory na cílové tkáni, (b) skupiny umožňující neivazivní zobrazení (theranostický přístup) a (c) skupiny umožňující komplexaci polymeru s povrchem částice. Pro aplikace v oboru nádorových onemocnění, tuberkulózy a zánětlivých onemocnění bude velikost částic v rozmezí 50 - 200 nanometrů, kde lze využít pasívní akumulaci v pevných nádorech EPR efektem. Cytotoxicita a biokompatibilita  nových systémů bude testována in vitro na buněčných kulturách (1. Lékařská fakulta UK Praha) a in vivo na protinádorovou aktivitu (v Univerzitní radiologické nemocnici, Oslo) a jejich protizánětlivá a antibakteriální aktivita bude testována v Oddělení chemie, Univerzita Oslo na různých zvířecích modelech.

 

Formy tuberkulózy, které jsou odolné vůči lékům, jsou i v dnešní době příčinou mnoha úmrtí.

Je proto nutné hledat nové účinné způsoby léčby.

V léčbě nádorových onemocnění je stále potřeba hledat nejefektivnější způsob dopravy léčiva přímo do nádoru. Kombinace terapie s neinvazívním zobrazením pohybu terapeutika po organismu pacienta v reálném čase (teranostika) umožňuje „ušití na míru příslušnému pacientovi“ – personalizaci terapie.

Zánětlivá onemocnění jsou často spojována se vznikem nádorových onemocnění, struktura tkáně u zánětlivých a nádorových onemocnění vykazuje určité podobnosti.

 

Vytvořit „molekulární stavebnici“  polymerních nanočástic, z níž lze pro konkrétní léčivo a druh onemocnění na míru vytvořit systém, který umožní dopravu léčiva přímo do požadovaného místa v těle pacienta. Zároveň množství léčiva je regulováno podle konkrétní potřeby.

Výzkum propojuje oblasti chemické syntézy a fyzikální chemie s biomedicínským výzkumem. To znamená na jedné straně syntézu polymerních nanočástic, na straně druhé biologické testování in vitro v laboratořích a posléze i in vivo na zvířecích modelech.

Projekt je přínosný mezinárodní spoluprací renomovaných pracovišť,  výzkumu se účastní i řada doktorandů, pro něž je účast na projektu cenným zdrojem zkušeností.

 

 

Ústav makromolekulární chemie

Funkcionalizace a biofunkcionalizace polyesterových nanočástic a jejich optimalizace na základě biologických testů prováděných na 1. lékařské fakultě Univerzity Karlovy a v Oddělení nádorové biologie Norské univerzitní radiologické nemocnice.

 

1. lékařská fakulta Univerzity Karlovy, Praha

In vitro testování účinnosti a toxicity připravených polymerních nanočástic  metodami 3D fluorescenční mikroskopie, transmisní elektronové mikroskopie včetně immunocytochemie alokální hybridizace. In vitro testování transportu protituberkulozních a protizánětlivých léčiv.

 

Oddělení chemie Fakulty matematiky a přírodních věd, Univerzita Oslo

Syntéza a charakterizace plně degradovatelných polymerních nanočástic s minimální toxicitou. Optimalizace rozměru a distribuce velikostí nanočástic.

 

Oddělení nádorové biologie Norské univerzitní radiologické nemocnice, Oslo

Testování nanočásticových systémů in vivo na myších modelech nádorových onemocnění. Vyhodnocení protinádorové akticity a akumulace léčiva pro melanomy a jiné druhy nádorů.

 

Spolupráce partnerů vede k významné synergii výzkumé činnosti neboť ideálním způsobem kombinuje komplementární oblasti jejich expertízy – přípravu nanočástic v oddělení chemie Fakulty matematiky a přírodních věd  Univerzity Oslo, polymerní syntézu a funkcionalizaci polymerů a pokočilé metody jejich charakterizace v Ústavu makromolekulární chemie AV ČR, pokročilé zobrazovací metody na 1.lékařské fakultě Univerzity Karlovy a testování protinádorových léčiv na nádorových modelech v Oddělení nádorové biologie Norské univerzitní radiologické nemocnice.