Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Уртти Арто Олави Финляндия
Номер договора
14.W03.31.0025
Период реализации проекта
2018-2020

По данным на 30.01.2020

26
Количество специалистов
8
научных публикаций
Общая информация

Наномедицина представляет собой стремительно развивающуюся область, в которой используются достижения нанобиотехнологии для регенеративной медицины, диагностики и лечения различных заболеваний. Одним из ключевых направлений в наномедицине является разработка биоматериалов и биогибридных материалов. Деятельность лаборатории сфокусирована на разработке инновационных химических подходов и технологий для создания биоматериалов и биогибридов, предназначенных для применения в многочисленных терапевтических и диагностических областях медицины. В частности, ученые лаборатории разрабатывают исследовательские программы и инновационные технологии в области доставки лекарств и клеток, что является важной задачей для практического использования биогибридов и разработки новых фармацевтических препаратов с повышенной эффективностью. 

Название проекта: Биогибридные технологии для современной медицины

Приоритет СНТР: в


Цели и задачи

Направления исследований: Химическая технология, фармацевтика и фармакология, биотехнология, клеточная инженерия

Цель проекта:

  • Создание новой междисциплинарной лаборатории биогибридных технологий
  • Разработка и применение биогибридов для направленной доставки широкого ряда лекарственных соединений, включая стероиды, пептиды/белки, РНК, небольшие органические молекулы и органометаллические комплексы



Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Получены новые эффективные ингибиторы карбоангидразы человека, способные ковалентно связываться с полимерными носителями. Синтезированные амидные аналоги селективного ингибитора II изоформы фермента, а именно, 4-(2-метил-1,3-оксазол-5-ил) бензольсульфонамида, обладали пикомолярным уровнем активности. На основе производных 1,2,4-оксадиазола получена серия биоизостерных аналогов исходного соединения, ряд представителей которой продемонстрировал высокую активность в отношении целевых изоформ карбоангидразы и высокую цитотоксичность против опухолевых клеточных линий PANC-1 и SK-MEL-2 при отсутствии выраженной токсичности против клеточной линии эпителия сетчатки человека ARPE-19.
  • Методом гидрофильно-гидрофобной модификации хитозана получены амфифильные полимеры, склонные к самоорганизации под действием ультразвука с образованием мицеллоподобных структур. Гидродинамический радиус <300 нм во всех случаях позволяет использовать их для инъекционного введения в стекловидное тело глаза. Полученные наночастицы показали низкую токсичность в отношении пигментных клеток сетчатки, а также продемонстрировали способность к инкапсулированию гидрофобного кортикостероида дексаметазона. Эксперименты по высвобождению дексаметазона в стекловидном теле глаза крупного рогатого скота показали замедленный процесс высвобождения в течение 24 часов.
  • Методом инверсии среды получены наночастицы на основе статистических сополимеров аминокислот: L-лизина (Lys) и D,L-фенилаланина (Phe). Контроль скорости деградации наночастиц возможен за счет замены L-фенилаланина на его D-изомер. Показана возможность инкапсулирования и пролонгация высвобождения дексаметазона.
  • Созданы системы на основе полисахаридов и полиаминокислот, способные к эффективному инкапсулированию плазмидных ДНК и малых интерферирующих РНК. Доказана способность данных систем проникать во внутриклеточное пространство и доставлять генетические конструкции.
  • Получены псевдожидкие наночастицы – наногели, способные высвобождать низкомолекулярные лекарственные вещества и генетические конструкции под действием изменяющихся внешних условий, а именно, рН, инфракрасное излучение в ближней ИК-области, присутствие специфических ферментов.
  • Получены новые фосфоресцентные метки, обладающие большим временем жизни возбужденного состояния и квантовым выходом люминесценции. Уникальные фотофизические свойства синтезированных меток позволяют не только увидеть положение наночастиц (систем доставки) в биологических тканях, но и распознать их химическое окружение (рН-, содержание кислорода и т. п.).
  • Разработан подход к созданию терапевтического биогибрида, основанный на идее использования клеток (макрофагов) в качестве носителей лекарства в очаг инфекции. Работа состояла из нескольких стадий: получение полимерных микро- и наночастиц с инкапсулированным противотуберкулезным препаратом перхлозоном, изучение кинетики его высвобождения, изучение фагоцитоза частиц in vitro с использованием клеточных культур, проведение эксперимента по терапии зараженных мультирезистентной формой туберкулеза мышей с последующим изучением распределения лекарства в организме. Разработанный подход продемонстрировал более, чем 50%-й рост выживания модельных животных. Разработанный подход может быть использован при создании биогибридных систем для окулярной терапии.
  • Предложены компьютерные фармакокинетические модели для создания новых систем доставки лекарств в глаза. Модели полезны для выбора дозы лекарства, скорости высвобождения доставляемых материалов. Модели были построены с использованием анатомических и физиологических параметров глаза, а также фармакокинетических характеристик лекарств и различных способов их введения. Модель позволяет оценить средние концентрации лекарственного средства в целевых компартментах глаза (водянистая вена, стекловидное тело) после применения различных способов введения лекарственного средства (местное, субконъюнктивальное или интравитреальное введение).

Образование и переподготовка кадров:

  • Разработан курс «Биоматериалы» для бакалавров по направлению «Химия, физика и механика материалов». Данный курс для студентов-материаловедов включает в себя результаты исследований, полученные при выполнении проекта.
  • Организованы стажировки сотрудников, аспирантов и студентов в Университете Восточной Финляндии с целью обучения методам биологического тестирования получаемых материалов и наноконструкций.

Сотрудничество:

  • Факультет биофармацевтики Университета Хельсинки (Финляндия), Школа фармацевтики Университета Восточной Финляндии (Финляндия): совместные исследования, совместные научные мероприятия
  • Институт технической химии Университета Ганновера (Германия), Компания BioCad (Россия): совместные исследования
Скрыть Показать полностью
Petrova V.A., Panevin A.A., Zhuravskii S.G., Gasilova E.R., Vlasova E.N., Romanov D.P., Poshina D.N., Skorik Y.A.
Preparation of N-succinyt Chitin Nanoparticles and Their Applications in Otoneurological Pathology. International Journal of Biological Macromolecules 120 A: 1023–1029 (2018).
Krasavin M., Shetnev A., Sharonova T., Baykov S., Kalinin S., Nocentini A., Sharoyko V., Poli G., Tuccinardi T., Presnukhina S., Tennikova T.B., Supuran C.T.
Continued exploration of 1,2,4-oxadiazole Periphery for Carbonic Anhydrase Targeting Primary Arene Sulfonamides: Discovery of Sub-Nanomolar Inhibitors of Membrane-Bound hCA IX Isoform that Selectively Kills Cancer Cells in Hypoxic Environement. European Journal of Medicinal Chemistry 164: 92–105 (2018).
Churilov L., Korzhikov-Vlakh V., Sinitsyna E., Polyakov D., Darashkevich O., Poida M., Platonova G., Vinogradova T., Utekhin V., Zabolotnykh N., Zinserling V., Yablonsky P., Urtti A., Tennikova T.
Enhanced Delivery of 4-Thioureidoiminomethylpyridinium Perchlorate in Tuberculosis Models with IgG Functionalized Poly(Lactic Acid) Based Particles. Pharmaceutics 11(1): 2 (2019).
Tennikova T., Urtti A.
Modified Cells as Potential Ocular Drug Delivery Systems. Drug Discovery Today. Available online 15 December 2018.
. Rimpelä A.K., Kiiski I., Deng F., Kidron H., Urtti A.
Pharmacokinetic Simulations of Intravitreal Biologicals: Aspects on Drug Delivery to the Posterior and Anterior Segments. Pharmaceutics 11(1): 9 (2019).
Фотоальбомы
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория колебательной спектроскопии и химической визуализации

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук"

Химия

Новосибирск

Казарян Сергей Гургенович

Великобритания

2019-2021

Лаборатория физики поверхности и катализа

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Осетинский государственный университет имени Коста Левановича Хетагурова"

Химия

Владикавказ

Заера Франциско

США

2019-2021

Лаборатория химического дизайна новых многофункциональных материалов

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Химия

Екатеринбург

Миньон Антуан Бернар Поль

Франция

2019-2021