|
|
NANOFUL
DESPRE PROIECT
- Titlul complet al proiectului: Structuri de tip cavitand si coronand - noua abordare a nanotehnologiei in sfera compusilor cu potential antitumoral
- Acronimul: NANOFUL
- Autoritatea contractanta (finantatoare a proiectului): CNMP
- Durata proiectului: 18/09/2007 - 18/09/2010
- Bugetul proiectului – defalcat finantare de la bugetul de stat si cofinantare:
- Valoarea finantarii de la bugetul de stat: 2.000.000 lei
- Cofinantare: 0
- Descrierea/prezentarea diferitelor evenimente derulate in cadrul proiectului (exp: Conferinte, seminarii, intalniri ale partenerilor, etc.):
- Fullerenes-Porphyrin compounds as anti-tumoral agents in photodynamic therapy experimental model pp. 489
- Carolina Constantin, Monica Neagu, Gina Manda, Ionela Neagoe, Mihaela Gherghiceanu, Crina Stavaru, Rodica Mariana Ion, icpp5@phyche.ac.ru
- Link-uri catre diverse alte pagini de interes pentru vizitator.
Exp: pagini legislative din domeniul de activitate al proiectului, proiecte similare sau complementare, paginile web ale institutiilor partenere in proiect, etc;
- www.old.icechim.ro
- www.vbabes.ro
- www.cantacuzino.ro
- Datele de contact ale directorului de proiect:
Prof.Dr.Rodica-Mariana ION
ICECHIM, Departament Analize, Splaiul Independentei 202, Bucuresti, sector 6, tel/fax: 021.316.30.94;
e-mail: analize@icechim.ro; rodica_ion2000@yahoo.co.uk;
- Rezumatul proiectului:
Nanosferele de carbon cunoscute sub denumirea de fulerene, capteaza in prezent atentia lumii stiintifice datorita potentialelor lor aplicatii in biomedicina. Fulerenele, o a treia forma structural organizata a carbonului, sunt compusi cu nuclee aromatice condensate si sisteme electronice pi extinse. Studiile internationale privind proprietatile biologice ale fulerenelor sunt in prezent directionate catre efectele lor antitumorale, farmacologice si implicarea in stressul oxidativ. Spre deosebire de agentii antineoplazici conventionali, eficacitatea antitumorala a acestor nanoparticule nu se datoreaza unui atac direct asupra celulei tumorale. Capacitatea unor tipuri de fulerene de a se activa fotochimic generand specii reactive de oxigen, contribuie la efectul antitumoral si defineste natura duala a acestor nanoparticule. Obiectivul general al proiectului il reprezinta selectarea compusilor fulerenici cu potential antineoplazic. Obiectivele specifice ale studiului se vor concretiza in sinteza si caracterizarea fizico chimica a fulerenelor C60, C70. Modularea proprietatilor fizice ale fulerenelor prin obtinerea de derivati, urmarindu-se relatia structura-solubilitate in fluide biologice, determinarea profilului toxicologic al compusilor nanostructurati prin teste in vitro pe linii de celule umane normale si tumorale, studiul interferentelor la nivel subcelular al compusilor fulerenici sintetizati prin evaluarea continutului de acizi nucleici, investigarea unor echipamente enzimatice intracelulare, elaborarea unui model experimental de terapie fotodinamica cu compusii fulerenici selectati pe baza raportului structura-toxicitate biologica. Proiectul propus va fi realizat intr-un parteneriat multidisciplinar care va asigura fundamentarea efectelor nanocompusilor tip fulerena in sisteme biologice. Metodologia temei propuse cuprinde tehnici de analiza fizico-chimica, biologie celulara si moleculara, competitive pe plan international.
PARTENERI
-
Institutia coordonatoare:
Institutul National de Cercetare - Dezvoltare pentru Chimie si Petrochimie, ICECHIM, Bucuresti
-
Componenta consortiului:
1. Institutul National de Cercetare Dezvoltare in Domeniul Patologiei si Stiintelor Biomedicale Victor Babes, Bucuresti
2. Institutul National de Cercetare Dezvoltare pentru Microbiologie si Imunologie Cantacuzino, Bucuresti
PLAN DE REALIZARE
|
Anul
|
Etape/
Activităţi
|
Categoria de activitate conform
schemei de ajutor de stat
|
Organizatia executanta
|
Termene
|
Rezultate/
Documente
de prezentare a rezultatelor
|
Necesar resurse financiare *)
(Valoare in lei)
|
|
Total
|
Din care
|
|
Finanţare
din bugetul Programului 4
|
Finanţare
din alte surse
(cofinanţare)
|
|
ÃŽn lei
|
|
2007
|
Etapa
I. Sinteza
si caracterizarea fizico-chimica a compusilor de tip fulerena
|
Cercetare
fundamentala
|
ICECHIM
INCDVB
INCDMIC
|
15
dec.
|
Raport
de cercetare
|
150.000
|
150.000
|
0
|
|
1.1.
Elaborarea procedurilor de sinteza
|
Cercetare
fundamentala
|
ICECHIM
|
15
dec.
|
Parametri
optimi de sinteza ai compusilor fulerenici
|
30.000
|
30.000
|
0
|
|
1.2.
Caracterizare fizico-chimica a compusilor sintetizati
|
ICECHIM
|
15
dec.
|
Proprietati
stabilite ale compusilor
|
30.000
|
30.000
|
0
|
|
1.3.
Corelatie conformatie- activitate biologica
|
ICECHIM
|
15
dec.
|
Date
privind structura conformationala de testat in sisteme biologice
|
30.000
|
30.000
|
0
|
|
1.4.
Optimizarea structurii fulerenice pentru aplicarea in biomedicina
|
INCDVB
INCDMIC
ICECHIM
|
15
dec.
|
Compusi
fulerenici solubili in fluide biologice
|
13.000
13.000
10.000
|
13.000
13.000
10.000
|
0
|
|
|
1.5.
Elaborarea
sistemului de teste toxicologice/farmacologice pentru testarea biodisponibilitatii
compusilor sintetizati
|
INCDVB
INCDMIC
|
15
dec.
|
Baterie
de teste pentru evaluarea profilului toxicologic al compusilor sintetizati
|
12.000
12.000
|
12.000
12.000
|
0
|
|
2008
|
Etapa
II. Determinarea profilului toxicologic al compusilor fulerenici sintetizati
|
Cercetare
fundamentala
|
ICECHIM
INCDVB
INCDMIC
|
30
Nov.
|
Raport
de cercetare
|
550.000
|
550.000
|
0
|
|
2.1.
Determinarea efectului compusilor fulerenici asupra viabilitatii,
proliferarii si apoptozei in sisteme de linii celulare normale
|
Cercetare
fundamentala
|
ICECHIM
INCDVB
INCDMIC
|
30
Nov.
|
Optimizarea
parametrilor in sisteme experimentale cu celule normale aderente si
neaderente cultivate in prezenta compusilor fulerenici
|
100.000
35.000
25.000
|
100.000
35.000
25.000
|
0
|
|
2.2.
Determinare efectului compusilor fulerenici asupra viabilitatii, proliferarii
si apoptozei in sisteme de linii celulare tumorale aderente si neaderente
|
INCDVB
INCDMIC
|
30
Nov.
|
Optimizarea
parametriilor in sisteme experimentale cu celule tumorale aderente si
neaderente cultivate in prezenta compusilor fulerenici
|
25.000
25.000
|
25.000
25.000
|
0
|
|
2.3.
Interferenta structuri fulerenice cu tinte moleculare intracelulare
|
INCDVB
INCDMIC
|
30
Nov.
|
Evaluarea
modificarilor induse in sistem acelular de structurile fulerenice la nivelul
topoizomerazelor I si II, ADN genomic
|
25.000
10.000
|
25.000
10.000
|
0
|
|
2.4.
Relatia
structura – activitate biologica potentiala
|
INCDVB
INCDMIC
ICECHIM
|
30
Nov.
|
Stabilirea
corelatiilor intre toxicitatea biologica a compusilor si compusii sintetizati
|
35.000
25.000
100.000
|
35.000
25.000
100.000
|
0
|
|
2.5
Selectia primara a compusilor fulerenici care vor fi utilizati in studiile
ulterioare
|
INCDVB
INCDMIC
|
30
Nov.
|
Determinarea
unei clase de compusi noi sintetizati care prezinta conditii optime in modele
experimentale in vitro
|
20.000
64.000
|
20.000
64.000
|
0
|
|
2.6.
Diseminarea rezultatelor
|
INCDVB
INCDMIC
ICECHIM
|
30
Nov.
|
Prezentarea
rezultatelor – comunicari si/sau
publicatii
|
10.000
1000
50.000
|
10.000
1000
50.000
|
0
|
|
2009
|
Etapa
III. Determinarea interferentelor la nivel subcelular a compusilor fulerenici
sintetizati; studii farmacologice
|
Cercetare
fundamentala
|
ICECHIM
INCDVB
INCDMIC
|
30
nov.
|
Raport
de cercetare
|
755.000
|
755.000
|
0
|
|
3.1.
Determinarea efectelor compusilor fulerenici asupra acizilor nucleici; studii
de apoptoza/necroza.
|
Cercetare
fundamentala
|
ICECHIM
INCDVB
INCDMIC
|
30
Nov.
|
Determinarea
interferentelor la nivelul acizilor nucleici: ADN, ARN (cantitate si
corelatie cu fazele ciclului celular si apoptoza)
|
100.000
65.500
40.000
|
100.000
65.500
40.000
|
0
|
|
3.2.
Evaluarea localizarii intracelulare a compusilor fulerenici
|
INCDVB
INCDMIC
|
30
Nov.
|
Determinarea
prin microscopie electronica, de fluorescenta si citometrie in flux a
compartimentelor subcelulare in care se localizeaza compusii sintetizati
|
65.000
40.000
|
65.000
40.000
|
0
|
|
3.3.
Determinarea efectelor compusilor fulerenici asupra echipamentelor enzimatice
intracelulare
|
INCDVB
INCDMIC
|
30
Nov.
|
Evaluarea
modificarilor induse de compusii sintetizati asupra activitatii sintazei
oxidului nitric (NOS) si superoxid dismutazei (SOD)
|
60.000
80.000
|
60.000
80.000
|
0
|
|
3.4.
Selectia si optimizarea compusilor pe baza interactiei acestora la nivel
subcelular
|
INCDVB
INCDMIC
ICECHIM
|
30
Nov.
|
Compusi
optimizati pentru utilizarea ulterioara in experimentele de terapie
fotodinamica
|
55.000
85.000
100.000
|
55.000
85.000
100.000
|
0
|
|
3.5.
Diseminarea rezultatelor
|
INCDVB
INCDMIC
ICECHIM
|
30
Nov.
|
Prezentarea
rezultatelor – comunicari si/sau
publicatii
|
9500
5000
50.000
|
9500
5000
50.000
|
0
|
|
2010
|
Etapa
IV.
Model
experimental de terapie fotodinamica cu compusi fulerenici selectati
|
Cercetare
fundamentala
|
ICECHIM
INCDVB
INCDMIC
|
30
Nov.
|
Raport
de cercetare
|
545.000
|
545.000
|
0
|
|
4.1.
Studii privind capacitatea antiproliferativa a compusilor fulerenici asupra
liniilor de celule tumorale
|
Cercetare
fundamentala
|
ICECHIM
INCDVB
INCDMIC
|
30
Nov.
|
Selectarea
unor compusi fulerenici care prezinta in vitro capacitatea antiproliferativa
in urma activarii lor fotodinamice
|
90.000
46.500
75.000
|
90.000
46.500
75.000
|
0
|
|
4.2.
Investigarea interferentelor compusilor fulerenici la nivelul ciclului
celular si a acizilor nucleici: studii pe linii de celule umane normale si
tumorale.
|
INCDVB
INCDMIC
|
30
Nov.
|
Determinarea
interferentei in functie de faza ciclului celular
|
40.000
60.000
|
40.000
60.000
|
0
|
|
4.3.
Studii privind expresia genelor implicate in stressul oxidativ si in
patternul proinflamator
|
INCDVB
INCDMIC
|
30
Nov.
|
Influenta
compusilor fulerenici aplicati in terapia fotodinamica experimentala asupra
expresiei genelor de tip HMOX1 si HMOX2 si asupra genelor proMMP9
|
75.000
30.000
|
75.000
30.000
|
0
|
|
4.4.
Selectia structurilor cu proprietati optime in vederea utilizarii ca
substante cu potential antineoplazic in terapia fotodinamica
|
INCDVB
INCDMIC
|
30
Nov.
|
Determinarea
unui compus/compusi cu structura fulerenica cu potential antineoplazic
|
50.000
55.000
|
50.000
55.000
|
0
|
|
4.5.
Diseminarea rezultatelor
|
INCDVB
INCDMIC
ICECHIM
|
30
Nov.
|
Prezentarea
rezultatelor – comunicari si/sau
publicatii
|
8500
5000
10.000
|
8500
5000
10.000
|
0
|
*) Totalul fondurilor financiare, pentru a asigura resursele necesare proiectului
OBIECTIVE
Derularea etapelor proiectului cu activitatile aferente va avea loc dupa cum urmeaza:
- Etapa I, 2007 – se va realiza caracterizarea fizico-chimico complexa a fulerenelor C60, C70 care va cuprinde: elaborarea metodelor de caracterizare fizico-chimico complexa si optimizarea structurii fulerenice pentru aplicarea in biomedicina. De asemenea se va realiza sinteza fulerenelor functionalizate pentru imbunatatirea solubilitatii in apa a acestora. Se va elabora totodata sistemul de teste toxicologice/farmacologice pentru testarea in vitro a nanocompusilor.
- Etapa II, 2008 –Se va trece la testarea toxicologica in vitro, initial in sistem acelular, ulterior in sistem celular a fulerenelor caracterizate in etapa anterioara. Testarea in sistem acelular va presupune evaluarea modului in care nanocompusii pot induce modificari de structura si functie unor biomolecule standard recunoscute. Astfel, se va urmari evaluarea interferentelor fulerenelor sintetizate, la nivelul topoizomerazelor I si II. O alta determinare standard din bateria de teste, va fi evaluarea comparativa cu ADN genomic standard extras si purificat din linia celulara monocitara U937. Testarile in sistem celular vor urmari evaluarea efectului compusilor fulerenici asupra viabilitatii, integritatii membranare si apoptozei pe linii celulare normale si linii celulare tumorale, aderente si neaderente. Rezultatele testarilor efectuate in aceasta etapa vor permite o selectie primara a compusilor fulerenici, pentru utilizarea acestora in studii ulterioare.
- Etapa III, 2009 – este etapa de transfer a investigatiilor in vitro asupra fulerenelor selectate toxicologic catre zona de teste farmacologice. Se vor evalua gradul de incorporare si situsul localizarii intracelulare a fulerenelor, in celule incarcate cu acesti compusi. Se va urmari determinarea efectelor compusilor fulerenici asupra continutului celular de acizi nucleici (ADN genomic, ARN total). Testarile vor avansa spre functionalitatea celulara prin urmarirea interferentei compusilor fulerenici cu activitatea unor echipamente enzimatice intracelulare (sintaza oxidului nitric NOS si superoxid dismutaza SOD) asociate cu raspunsul imun si stressul oxidativ. Rezultatul major al acestei etape va fi selectia secundara a compusilor sintetizati, pe baza studiului interferentelor acestora la nivel subcelular. De asemenea, ca si in cazul etapelor precedente, rezultatele obtinute vor fi diseminate in cadrul manifestarilor stiintifice de specialitate.
- Etapa IV, 2010 – activitatile acestei etape se vor focusa pe studii privind capacitatea anti-proliferativa a compusilor fulerenici selectati anterior pe criterii toxicologice, asupra liniilor de celule tumorale. Se vor investiga interferentele compusilor fulerenici la nivelul acizilor nucleici corelat cu stadiul ciclului celular. Translatia catre zona moleculara a cercetarilor, se va realiza prin studii privind expresia genelor implicate in stressul oxidativ si in patternul proinflamator: HMOX1, HMOX2 si genele pentru pro-MMP9. Sistemul de testari celulare si moleculare va permite selectia nanostructurilor cu proprietati optime, in vederea evaluarii fulerenelor din punct de vedere al activarii lor fotochimice, respectiv agenti utilizati in terapia fotodinamica.
- Rezultatele corespunzatoare desfasurarii etapelor de studiu ale prezentului proiect, se vor concretiza in urmatoarele:
- sinteza unor fulerene functionalizate pentru buna solubilitate in fluide biologice si caracterizarea fizico-chimica a acestora;
- stabilirea unui set de metode pentru evaluarea profilului toxicologic al compusilor sintetizati;
- optimizarea parametrilor in sisteme experimentale in vitro cu celule normale si tumorale, aderente si neaderente, cultivate in diferite conditii, in prezenta compusilor fulerenici;
- evaluarea modificarilor induse in sistem acelular de nanostructurile fulerenice la nivelul topoizomerazelor I si II, ADN genomic;
- se vor stabili corelatii intre toxicitatea biologica si structura compusilor sintetizati;
- se vor determina interferentele nanocompusilor la nivelul acizilor nucleici: ADN genomic, ARN total in corelatie cu fazele ciclului celular si apoptoza;
- se va determina prin microscopie electronica, de fluorescenta si citometrie in flux, compartimentarea subcelulara a compusilor sintetizati;
- se va obtine evaluarea modificarilor induse de compusii sintetizati asupra activitatii sintazei oxidului nitric (NOS), si superoxid dismutazei (SOD), enzime cheie in apararea anti-microbiana si stressul oxidativ, functii in care nanostructurile fulerenice se pare ca intervin (9, 13);
- selectarea acelor compusi fulerenici care prezinta in vitro capacitate anti-proliferativa in urma activarii lor fotodinamice;
- se va stabili influenta compusilor fulerenici aplicati in terapia fotodinamica experimentala, asupra expresiei genelor asociate stressului oxidativ, HMOX1 si HMOX2 precum si asupra genelor proMMP9 implicate in statusul proinflamator;
- determinarea potentialului anti-neoplazic al nanocompusilor cu structura fulerenica.
CONTACT
|
