Czas trwania: 09.2023-03.2025
Kierownik projektu: dr Daniel Ziental

Projekt ma na celu odpowiedź na rosnący problem antybiotykooporności poprzez rozwój nowych metod leczenia zakażeń wywołanych przez oporne na antybiotyki drobnoustroje. Badania koncentrują się na innowacyjnych terapiach fotodynamicznych (PACT) i sonodynamicznych (SACT), które mogą stanowić alternatywę dla tradycyjnych antybiotyków. Głównym celem jest ocena potencjału dwóch związków – wiolaceiny i deoksywiolaceiny – jako foto- i sonosensybilizatorów. Te barwniki indolowe, pochodzące z bakterii Chromobacterium violaceum, wykazują działanie przeciwdrobnoustrojowe i mogą generować reaktywne formy tlenu, pod wpływem światła lub ultradźwięków, prowadząc do śmierci mikroorganizmów. Dotychczas wiolaceina była badana głównie w kontekście terapii nowotworowych, jednak jej potencjał w leczeniu infekcji bakteryjnych nie został jeszcze w pełni zbadany.

Celem projektu jest opracowanie nowych formulacji tych związków, które rozwiążą problem ich nierozpuszczalności w wodzie, ograniczając w ten sposób ich zastosowanie terapeutyczne. Wnioskodawca planuje wykorzystanie liposomów do stworzenia stabilnych i skutecznych preparatów, co może umożliwić rozwój nowych sensybilizatorów do terapii dynamicznych. Formulacje zostaną także przetestowane na wybranych liniach komórkowych nowotworów, aby ocenić ich potencjał w leczeniu chorób nowotworowych z użyciem SACT. Dodatkowo, przeprowadzona zostanie ocena toksyczności na fibroblastach, co pozwoli na dokładne zrozumienie bezpieczeństwa stosowania tych związków w terapii.

Wyniki tego projektu mogą stanowić przełom w leczeniu zakażeń antybiotykoopornych, oferując nowe narzędzia w walce z bakteriami odpornymi na tradycyjne leki. 

Czas trwania: 2022-2025, nr 2021/41/N/NZ7/04105; kwota finansowania: 210 000 PLN
kierownik projektu: mgr Mikołaj Czajkowski

Głównym celem projektu jest opracowanie Podwójnie Załadowanych Nanocząstek Lipidowych (DL-LNPs), jako nośnika zawierającego podwójne cargo: gefitynib - będący TKI pierwszej generacji oraz mały interferujący RNA (siRNA).

W projekcie zostanie wykorzystany siRNA do supresji genu, który jest uczestniczy w powstawaniu nabytej oporności komórek niedrobnokomórkowego raka płuc na inhibitory kinazy tyrozynowej receptora nabłonkowego czynnika wzrostu (EGFR). Zaletą proponowanego rozwiązania jest opracowanie jednego systemu (lipidowej nanocząstki) transportującego równocześnie 2 terapeutyczne cząsteczki - gefitynib oraz siRNA - w porównaniu do strategii, kiedy obydwie substancje są aplikowane np. jako dwa niezależne leki.

Wnioskodawcy zakładają, że równoczesne podanie gefitynibu oraz siRNA w DL-LNP może opóźnić powstawanie oporności oraz poprawić skuteczność terapii. Proponowana w projekcie strategia opracowania jednego wspólnego nośnika do transportu podwójnego cargo przyczyni się do rozwoju dziedziny dostarczania leków oraz genów w celu walki z opornością na leki.

Prezentowany projekt przyczynia się do poszerzania wiedzy dotyczącej terapii oraz szczepionek opartych na RNA. Podejmowana tematyka jest również ważna w kontekście obecnie opracowywanej narodowej strategii mającej na celu wdrożenie technologii opartych na mRNA, w której ważnym elementem są zaawansowane platformy dostarczania leków w celu zapewnienia stabilności oraz wysokiej skuteczności działania.

Przede wszystkim wyniki prezentowanego projektu mogą wpłynąć na badania w obszarze dostarczania leków i zwiększania skuteczności terapii raka płuc oraz innych rodzajów nowotworów.

Czas trwania: 2022-2027, nr 2021/42/E/NZ7/00287; kwota finansowania: 4 284 986 PLN
kierownik projektu: dr hab. Paulina Skupin-Mrugalska

Celem projektu jest przystosowanie metody frakcjonowania nanocząstek do izolacji kompleksów lipidowych nanocząstek i korony od niezwiązanych białek, po inkubacji w różnych płynach biologicznych. Następnie, aby lepiej zrozumieć funkcjonowanie białkowej korony, zbadamy wpływ korony na oddziaływanie liposomów oraz lipidowych nanocząstek z wybranymi komórkami (makrofagami, komórkami nabłonkowymi i nowotworowymi), które są potencjalnymi „odbiorcami” stosowanych w medycynie nanocząstek i transportowanego przez nie ładunku, czyli substancji leczniczej lub kwasu nukleinowego (np. mRNA). W końcowym etapie, zbadamy wpływ korony na efektywność transportu kwasu nukleinowego (modelowego mRNA) w lipidowych nanocząstkach (analogicznych do stosowanych w szczepionkach typu mRNA przeciwko wirusowi SARS-Cov-2) w badaniach komórkowych oraz w modelu zwierzęcym.

Dlaczego wyniki naszego projektu są ważne? Wyniki naszego projektu pozwolą (i) lepiej poznać skład białkowej korony powstałej podczas inkubacji w różnych płynach biologicznych na powierzchni najczęściej stosowanych systemów dostarczania leków (tj. liposomów i lipidowych nanocząstek) oraz (ii) lepiej zrozumieć mechanizm wychwytywania lipidowych nanocząstek i białkowej korony przez komórki będące celami dzałania dla tych nanocząstek. Przedstawiony projekt przyczyni się do zrozumienia wpływu białkowej korony na dostarczanie mRNA zamkniętego w lipidowych nanocząstkach. Powyższy aspekt jest ważny w obliczu rosnącego znaczenia i zainteresowania, w dzisiejszych czasach, terapiami wykorzystującymi kwasy nukleinowe (np. mRNA) i nanocząstki. Ponadto wyniki projektu mogą zapoczątkować dalsze badania, które zwiększą skuteczność leków, w których stosowane są nanocząstki jako nośniki substancji leczniczych oraz pozwolą wykorzystać właściwości białkowej korony w nowych zastosowaniach, np. jako markery, w celach diagnostycznych i innych.

SONATA (zakończone):
Czas trwania: 2017-2023, nr 2016/21/D/NZ7/01607; kwota finansowania: 847 150 PLN
kierownik projektu: dr hab. Paulina Skupin-Mrugalska

PRELUDIUM:
Czas trwania: 2013-2016, nr 2012/07/N/NZ7/04325; kwota finansowania: 150 000 PLN
kierownik projektu: dr hab. Łukasz Sobotta

Projekty PRELUDIUM i SONATA dotyczyły opracowania metody dostarczania hydrofobowego fotouczulacza, wytwarzania liposomów teranostycznych (ThLip) oraz zrozumienia zależności między strukturą a właściwościami ThLip.1–3 W projekcie zaproponowaliśmy autorską koncepcję liposomów ThLip jako wielofunkcyjnych nośników do obrazowania magnetyczno-rezonansowego i terapii fotodynamicznej (PDT) nowotworów głowy i szyi (HNSCC).1, 2 Realizując badania w powyższych projektach, wykazaliśmy, że (i) czynnik terapeutyczny, tj. ftalocyjanina cynku (ZnPc), zwiększa właściwości relaksacyjne komponenty kontrastującej, tj. lipidowej pochodnej gadolinu1,2, oraz że (ii) mechanizm tego zjawiska związany jest ze zmianą przepuszczalności błony LIP w obecności ZnPc i zwiększonym oddziaływaniem jonów Gd z atomami wodoru w cząsteczkach wody.2,4 Wnioski z tych badań pozwoliły zredukować dawkę środka kontrastującego, dzięki czemu otrzymaliśmy układy nietoksyczne, co potwierdzono w badaniach in vitro i in vivo.2

Najważniejsze publikacje:

Skupin-Mrugalska, P.; Zalewski, T.; Elvang, P. A.; Nowaczyk, G.; Czajkowski, M.; Piotrowska-Kempisty, H. Insight into Theranostic Nanovesicles Prepared by Thin Lipid Hydration and Microfluidic Method. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 2021, 205, 111871. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2021.111871.

Skupin-Mrugalska, P.; Elvang, P. A.; Brandl, M. Application of Asymmetrical Flow Field-Flow Fractionation (AF4) for Characterizing the Size and Drug Release Kinetics of Theranostic Lipid Nanovesicles. International Journal of Molecular Sciences 2021, 22 (19), 10456. https://doi.org/10.3390/ijms221910456.

Skupin-Mrugalska, P.; Sobotta, L.; Warowicka, A.; Wereszczynska, B.; Zalewski, T.; Gierlich, P.; Jarek, M.; Nowaczyk, G.; Kempka, M.; Gapinski, J.; Jurga, S.; Mielcarek, J. Theranostic Liposomes as a Bimodal Carrier for Magnetic Resonance Imaging Contrast Agent and Photosensitizer. Journal of Inorganic Biochemistry 2018, 180, 1–14. https://doi.org/10.1016/j.jinorgbio.2017.11.025.

Zakończone.
Czas trwania: 2017-2023, nr 2016/23/D/NZ7/03954 ; kwota finansowania: 990 889 PLN
Kierownik projektu: dr hab. Hanna Piotrowska-Kempisty