W Katedrze i Zakładzie Technologii Chemicznej Środków Leczniczych Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu realizowany jest projekt finansowany przez Narodowe Centrum Nauki (PRELUDIUM BIS 2) pt.: „Inteligentne polimerowe systemy dostarczania fotosensybilizatorów do komórek nowotworowych”
Kierownikiem w/w projektu jest prof. dr hab. Tomasz Gośliński
Nr projektu: 2020/39/O/NZ7/00351
https://projekty.ncn.gov.pl/index.php?projekt_id=504187
Opis projektu:
Porfirazyny są związkami makrocyklicznymi, które posiadają interesujące właściwości elektrochemiczne i optyczne, ważne z punktu widzenia potencjalnych zastosowań w przeciwnowotworowej terapii fotodynamicznej - PDT, przeciwdrobnoustrojowej terapii fotodynamicznej - PACT i diagnostyce fotodynamicznej - PDD. PDT stwarza możliwości niszczenia tkanek nowotworowych poprzez reakcje fotochemiczne w sposób selektywny, bez ryzyka uszkodzenia tkanki zdrowej. W PDT fotosensybilizator podaje się do tkanki nowotworowej, a następnie aktywuje światłem. Dalszy transfer energii ze wzbudzonego fotosensybilizatora na tlen cząsteczkowy prowadzi do wygenerowania reaktywnych form tlenu - ROS, w tym tlenu singletowego. Śmierć komórki rakowej następuje po uszkodzeniu struktur komórkowych, głównie na drodze apoptozy lub nekrozy. Działanie terapeutyczne substancji aktywnej farmaceutycznie, który jest niezbędnym składnikiem dowolnego leku, może być poprawiona po uwzględnieniu wymagań biofarmaceutycznych i poprzez przygotowanie odpowiedniej formulacji, a w niektórych przypadkach także przygotowanie systemu dostarczania leku - DDS. Fotosensybilizator można podłączyć lub zamknąć w systemie dostarczania leku – DDS, który pozwala na uwolnienie substancji czynnej w odpowiednim miejscu w organizmie lub tkance. Idea stosowania DDS ma na celu zapewnienie bezpiecznego transportu substancji czynnej do miejsca docelowego w organizmie, zapobieganie jej rozkładowi pod wpływem określonych enzymów lub pH, a także zwiększenie jej rozpuszczalności i przepuszczalności przez dedykowane przedziały biologiczne. Różne rodzaje fotosensybilizatorów, które dotychczas połączono z nośnikami, wykazywały wyjątkową biokompatybilność i biodegradowalność. Rozwój tego podejścia jest związany także z opracowaniem nowego, ulepszonego inteligentnego systemu dostarczania leków, aktywowanego związkami chemicznymi o właściwościach utleniająco-redukujących. Glutation - GSH jest czynnikiem, który może wywoływać uwalnianie substancji czynnej z miceli w komórce, gdyż jego stężenie w komórkach rakowych wynosi od 2 do 10 mM, czyli jest ono 100-500 razy wyższe niż w zdrowych komórkach, będąc tym samym gwarantem dużej selektywności przy uwalnianiu substancji czynnych z DDS. W projekcie zaproponowano nowy DDS dla fotosensybilizatorów, które zgodnie z wiedzą kierownika projektu, nigdy nie były proponowany dla porfirazyn. Uwalnianie fotouczulaczy porfirazynowych z DDS będzie następowało po dodaniu nietoksycznego dla ustroju związku jakim jest - ditiotreitol - DTT.
Siłą napędową tego projektu jest synteza, ocena właściwości fizykochemicznych i biologicznych nowych pochodnych porfirazyn w formie wolnej, a także po zamknięciu w biodegradowalnych matrycach polimerowych spełniających rolę DDS dla PDT. Główne zadania projektu to (i) synteza chemiczna pochodnych porfirazyny i modyfikowanych polimerami blokowymi na bazie biokompatybilnego glikolu polietylenowego, poli(laktydo-ko-glikolidu), polilaktydu, polietylenoiminy i polimerów polipeptydowych takich jak polilizyna, (ii) chemiczne przyłączenie porfirazyny do biodegradowalnych matryc polimerowych i ich późniejsza emulgacja, sonikacja, zatężanie i liofilizacja, wraz z przygotowaniem i charakterystyką nanocząstek poli(laktydo-ko-glikolidu) z enkapsulowanymi, niezwiązanymi Pzs do polimerów dla badań porównawczych, (iii) charakterystyka fizykochemiczna nowych porfirazyn, a także nowych miceli polimerowych z porfirazynami skoniugowanymi z polimerem i porfirazyn osadzonych w biodegradowalnych polimerowych nanocząstkach, w tym badania strukturalne z użyciem analizy rentgenostrukturalnej i NMR, badania spektroskopowe w zakresie właściwości absorpcyjnych, emisyjnych, generowania tlenu singletowego, solwatochromizmu, pomiary mikroskopowe, oznaczanie krytycznego stężenia micelarnego - CMC, analiza morfologiczna i ocena wielkości utworzonych miceli, (iv) badanie fotocytotoksyczności in vitro nowych systemów dostarczania leków na kilku liniach komórek nowotworowych celem określenia możliwości zastosowania w farmacji i chemii medycznej.
