Sinteza i karakterizacija pametnih polimernih nanočestica s nitroksidnim radikalima


Moderna farmaceutska industrija nastoji razviti pametne lijekove koji bi djelovali ciljano u tkivu ili organu zahvaćenom bolesti. Glavni cilj predloženog istraživanja biti će priprava novih „pametnih“ polimernih nanočestica koje sadrže nitroksidne radikale kovalentno vezane na polimerni nosač. Ovi radikali poznati su kao hvatači reaktivnih vrsta kisika koji uzrokuju oksidacijski stres, a time i oštećenje stanica. Također je utvrđeno da nitroksidni radikali uzrokuju apoptozu u stanicama raka te suzbijaju rast tumora. Međutim, u „in vivo“ uvjetima, ovi radikali ne mogu se učinkovito koristiti jer dolazi do njihove nespecifične akumulacije u normalnom tkivu te brzog izlučivanja iz organizma. Kako bi prevladali ove poteškoće tijekom ovog istraživanja sintetizirati će se polimerni nosač temeljen na kopolimeru poli[N-(2-hidroksipropil)metakrilamida] (poli(HPMA)) koji sadrži kolesterol. Na polimerni nosač vezat će se 2,2,6,6-tetrametilpiperidin-1-oksil (TEMPO) radikal preko razmaknice koja sadrži hidrazonsku vezu koja se može hidrolizirati u kiseloj sredini. Metodom nanoprecipitacije priredit će se odgovarajuće nanočestice koje će sadržavati nitroksidne radikale vezane na vanjsku hidrofilnu koronu. Nanočestice će se karakterizirati modernim eksperimentalnim tehnikama kao što su nuklearna magnetska rezonancija (NMR), krio-transmisijska elektronska mikroskopija (cryo-TEM) i dinamičko raspršenje svjetla (engl. dynamic light scattering, DLS). Metodom elektronske spinske rezonancije proučavat će se otpuštanje TEMPO radikala sa nanočestica u fiziološkim uvjetima i uvjetima karakterističnim za tumorske stanice. Očekuje se kontrolirano otpuštanje nitroksidnih radikala sa nanočestica isključivo u kiselim uvjetima koji vladaju u lizosomima tumorskih stanica.

Ovo istraživanje omogućit će interdisciplinarnu suradnju istraživačkog tima uključenog u potporu sa ostalim znanstvenicima Zavoda za kemiju i biokemiju Medicinskog fakulteta u Rijeci koji se već dugi niz godina bave proučavanjem utjecaja oksidacijskog stresa na razvoj različitih bolesti što će znatno unaprijediti znanstvena istraživanja na Medicinskom fakultetu. Uključivanjem kolega sa Odjela za biotehnologiju Sveučilišta u Rijeci razvijat će se kolaborativnost na Sveučilištu.

Priređene nanočestice omogućit će produljeno zadržavanje nitroksidnih radikala u organizmu te kontrolirano otpuštanje radikala na mjestu djelovanja što će omogućiti potpuno novi, ciljani pristup liječenju tumora kao i bolesti uzrokovanih oksidacijskim stresom te se očekuje njihova potencijalna primjena u farmaceutskoj industriji.


Istraživački tim
Damir Klepac damir.klepac@medri.uniri.hr
Srećko Valić svalic@medri.uniri.hr
Duško Čakara dcakara@biotech.uniri.hr
Sergey K. Filippov filippov@imc.cas.cz
Petr Chytil chytil@imc.cas.cz
Aharon Blank ab359@technion.ac.il
Martina Vragović martina.vragovic96@gmail.com
Petra Otočan petra.otocan@gmail.com

Dr. sc. Damir Klepac dipl. ing.

Medicinski fakultet
Medicinski fakultet

prostorija: Zavod za kemiju i biokemiju
e-pošta: damir.klepac@medri.uniri.hr
telefon: 051-651-187


MEĐUNARODNA VIDLJIVOST:
CITATIH-INDEXI10-INDEX
Google Scholar 89 6 5
Scopus 74 6 3