«нові багатофункціональні наноматеріали для біології І медицини»



Скачати 367.5 Kb.
Сторінка2/3
Дата конвертації09.09.2018
Розмір367.5 Kb.
1   2   3
Рис. 2. Схематичне зображення структури протипухлинного препарату Doxil у порівнянні з комплексом доксорубіцину на полімерній наноплатформі, створеній авторами циклу праць. Dox – доксорубіцин, PEG - поліетиленгліколь, PL – фосфоліпід, Polymer - полімерна платформа.
Суттєвою перевагою створеного авторами полімерного наноносія є можливість його біо-функціоналізації антитілами, лектинами, фолієвою кислотою (ці векторні молекули покращують адресність дії комплексу на клітини-мішені) та іншими біо-елементами, що складно зробити у випадку ліпосомних наноносіїв. Функціоналізація фосфатидилхоліном міцелярних систем доставки на основі нових полімерів також покращує їхню біосумісність.

Встановлено, що доставка доксорубіцину чи експериментальних протипухлинних речовин (похідні 4-тіазолідинонів) синтезованим авторами гібридним гребенеподібним нанополімером призводить до нормалізації біохімічних показників, що характеризують кардіо-, гепато- і нефротоксичність. Про це свідчать результати визначення ензиматичної активності аспартат- і аланінамінотрансферази, креатинфосфокінази, лактатдегідрогенази гама-глутамілтрансферази і лужної фосфатази у сироватці крові піддослідних щурів, а також зміни рівня загального білка, глюкози і певних іонів.



1.3. Особливості дії катіонів важких металів у нанорозмірних координаційних комплексах із поверхнево-активними полімерами на основі вінілпіролідону

У співпраці з ученими Тернопільського педагогічного університету імені В. Гнатюка (д.б.н. Столяр О.Б. і д.б.н. Фальфушинська Г.І.) здійснено мультимаркерний аналіз функціонального стану 3-х видів водних організмів - двостулкового молюска Anodonta cygnea, карася сріблястого Carassius auratus gibelio і жаби озерної Rana ridibunda. Визначено роль метал-депонувальних білків металотіонеїнів (МТ) під час реакції цих організмів на дію кобальт- і цинк-вмісних наноматеріалів (НМ) та їх складових - катіонів кобальту (Со), цинку (Zn) і полімерного носія (ПН, похідне вінілпіролідону).

Вперше встановлено, що здатність вилучати катіони металів із полімер-неорганічних нанокомпозитів є різною у кожного виду водних організмів, що обумовлює різні прояви токсичності металів та їхніх нанокомпозитів. У молюска кобальт у вигляді нанорозмірних комплексів з полімером сприяє його утилізації тканиною травної залози і зростанню рівня МТ, що зменшує його токсичність порівняно з дією вільних катіонів кобальту.

Вперше виявлено здатність МТ амфібій акумулювати цинк і кобальт з нанорозмірних координаційних комплексів. Вплив катіонів металів у вільному стані та у складі НМ в амфібій відрізняється від такого впливу у молюсків і риб. Ці результати є новим зручним методичним підходом для молекулярної індикації еко-токсичності НМ, що потрапляють у водне середовище.



1.4. Підвищення ефективності транспортування плазмідної ДНК у клітини-мішені новими синтетичними полімерами і вуглецевими нанотрубками

Більшість існуючих на сьогодні методів генетичної трансформації клітин різних видів організмів мають суттєві недоліки: 1) фізичні методи вимагають дорогих приладів і кваліфікованого персоналу; 2) хімічні методи часто не достатньо ефективні; 3) біологічні (вірусні) методи є високоефективними, але їх використання несе потенційну небезпеку утворення пухлинних клітин.

У Національному Університеті «Львівська Політехніка» синтезовані нові поверхнево-активні блок-кополімери з катіонними блоками і гребенеподібні поліамфоліти (керівник – д.х.н. Заіченко О.С.). Вони утворюють надмолекулярні структури з плазмідною ДНК (має від’ємний заряд), надаючи таким інтерполіелектролітним комплексам сумарного додатного заряду. Це важливо для взаємодії цих поліплексів з клітинами, поверхня яких має від’ємний заряд.

Результати, одержані в Інституті біології клітини НАН України (керівник - член-кор. НАН України Стойка Р.С.), свідчать про значне зростання ефективності генетичної трансформації клітин за доставки ДНК за допомогою поліамфоліту типу БГ-2. Такий ефект був відзначений у клітинах організмів різного таксономічного походження – бактерій, дріжджів, рослин і ссавців. Генетична трансформація бактерійних і дріжджових клітин має важливе значення для біотехнології, тоді як трансформація рослинних клітин важлива у сільському господарстві, а трансформація клітин тварин і людини важлива для генної інженерії і терапії. Створені полімерні наноносії були ефективними також під час доставки олігодезоксинуклеотидів у клітини-мішені.

Використання біосумісних полімерних наноносіїв для доставки генетичного матеріалу у клітини-мішені знімає проблему потенційної небезпеки генетично модифікованих клітин, що виникає за введення нуклеїнових кислот за допомогою спеціальних вірусних конструкцій. Автори показали, що доставка чужорідної ДНК створеними полімерними носіями не викликає генотоксичної (мутагенної) дії (за результатами тесту Еймса й ана-телофазного аналізу).

К.б.н. Пірком Я.В. (Державна Установа «Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України») розроблені оригінальні методи нековалентної біологічно сумісної функціоналізації одностінних (ОВНТ) і багатостінних вуглецевих нанотрубок (БВНТ) для їх подальшого стабільного диспергування у водних середовищах та адаптації до застосування у молекулярній біотехнології. Продемонстровано здатність цих нанокомплексів, отриманих на основі ВНТ, проникати через клітинну стінку і плазматичну мембрану та переносити цільові біомолекули всередину рослинних клітин. На основі функціоналізованих ВНТ розроблено систему генетичної трансформації одно- і дводольних рослин (ячмінь (Hordeum vulgare L.) і тютюн (Nicotiana tabacum L.)). Найвищої ефективності генетичної трансформації було досягнуто за використання ОВНТ.



2. Підвищення ефективності дії протипухлинних ліків за доставки у клітини-мішені С60 фулереном. Застосування фотозбуджених С60 фулерену і вуглецевих нанотрубок у протипухлинній та антигіпертензивній терапії

Автори циклу праць з Київського національного університету імені Тараса Шевченка - д.б.н. Матишевська О.П. і д.ф.-м.н. Прилуцький Ю.І. - вперше показали, що С60 фулерен у концентраціях до 10-5 М не спричиняє токсичного впливу на нормальні клітини і тканини організму й ефективно поглинається лейкозними клітинами. Під час опромінення у видимому діапазоні світла він виявляє фототоксичний ефект, біохімічним механізмом якого є інтенсивне продукування активних форм кисню (АФК) й активація апоптозу. За спільної дії фотозбудженого С60 фулерену і цисплатину вдається подолати резистентність лейкозних клітин до цього протипухлинного препарату (Рис. 3). Це свідчить про перспективність використання С60 фулерену, як фотосенсибілізатора, у протипухлинній терапії.





Рис. 3. Рівень життєздaтності (за результатами МТТ-тесту) лейкозних клітин лінії L1210 дикого типу (зліва) і цих клітин, резистентних до цисплатину (справа), за комбінованої дії фотозбудженого С60 фулерену і цисплатину.
Автори циклу праць проаналізували природу взаємодії у біологічних середовищах С60 фулеренів (та їх кластерів) з молекулами протипухлинних препаратів - доксорубіцину і цисплатину. Вперше виявлено самоорганізацію водних сумішей С60 фулерен - протипухлинний препарат. Показано, що наявність у структурі С60 фулерену ароматичної поверхні, що складається з кон'югованих вуглецевих кілець, зумовлює його ефективну π-стекінгову взаємодію з ароматичними групами у складі білків та основ нуклеїнових кислот, а також ароматичних вітамінів, антибіотиків та інших біологічно активних сполук.

Автори циклу праць з Інституту біології клітини НАН України (член-кор. НАН України Стойка Р.С. і д.б.н. Панчук Р.Р.) показали, що цисплатин у нанокомплексі із С60 фулереном є у 1,5-2 рази більш токсичним щодо різних ліній пухлинних клітин людини порівняно з вільним цисплатином. Дія такого нанокомплексу у пухлинних клітинах реалізується через індукцію апоптозу. Сильніший цитотоксичний ефект нанокомплексу С60 фулерен+цисплатин корелює із виявленим авторами його швидшим накопиченням в ядрі пухлинних клітин. Це відбувається завдяки встановленій мембранотропній дії С60 фулерену (д.б.н. Матишевська О.П. і д.ф.-м.н. Прилуцький Ю.І.). Застосування створеного нанокомплексу дозволяє також частково долати множинну медикаментозну резистентність до цисплатину у пухлинних клітинах людини. Такий нанокомплекс володіє удвічі сильнішою терапевтичною дією, ніж вільний цисплатин, суттєвіше зменшує кількість та об’єм метастатичних вузлів пухлини у мишей, а також, що дуже важливо, зменшує у них кахексію (втрата ваги тіла), викликану ростом пухлини.

Д.ф.-м.н. Прилуцьким Ю.І. обґрунтовано й експериментально (спільно з колегами з Інституту експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України) доведено, що короткотривале опромінення суспензії злоякісних клітин ліній АКЕ і L1210 ближнім ІЧ-світлом за присутності водорозчинних БВНТ призводить до значного (на 95%) зниження кількості життєздатних клітин. Отже, біосумісні фотозбуджені БВНТ можна застосувати для деструкції злоякісних новоутворень (наприклад, раку шкіри) внаслідок гіпертермічного ефекту.

Д.ф.-м.н. Прилуцьким Ю.І. спільно з колегами з Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України вивчено вплив in vivo біосумісних нетоксичних водорозчинних ОВНТ на медулярний серцево-судинний контроль. Виявлено їхню антигіпертензивну дію внаслідок активації генерування газоподібних біорегуляторів (NO і H2S) нейронами довгастого мозку. Оцінено гемодинамічні ефекти ОВНТ у нормотензивних і спонтанно гіпертензивних щурів. Вплив тут відбувається через систему кровообігу шляхом модуляції контролю над нею з боку нервової системи.



Каталог: sites -> default -> files
files -> Положення про порядок підготовки фахівців ступенів доктора філософії та доктора наук в аспірантурі (ад’юнктурі) та докторантурі вищих навчальних закладів
files -> Відділ аспірантури та докторантури Уманського державного педагогічного університету імені Павла Тичини
files -> Київський національний університет імені Тараса Шевченка
files -> Програма вступного іспиту до аспірантури зі спеціальності 22. 00. 03 соціальні структури та соціальні відносини Затверджено
files -> Культура Античності. Культура Давньої Греції
files -> Системотехнічні засади та інструментально-програмні засоби створення та підтримки цифрових словників сидорчук надія Миколаївна
files -> Міністерство освіти І науки україни державний економіко-технологічний університет транспорту
files -> Конспект лекцій для студентів усіх спеціальностей освітньо-кваліфікаційних рівнів «спеціаліст»,
files -> Конструкції для енергоефективного відновлення забудови, постраждалої від надзвичайних ситуацій

Скачати 367.5 Kb.

Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3




База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2020
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка