КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 16-13-00041
НазваниеБиокерамические материалы пролонгированного действия для профилактики и терапии атеротромбоза
Руководитель Виноградов Владимир Валентинович, Доктор химических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" , г Санкт-Петербург
Конкурс №11 - Конкурс 2015 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по приоритетным тематическим направлениям исследований» (11)
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-405 - Наноструктуры и кластеры. Супрамолекулярная химия. Коллоидные системы.
Ключевые слова атеротромбоз, золь-гель синтез, терапия, магнитоуправление, стабильность, фермент
Код ГРНТИ31.15.37
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Атеротромбоз является причиной более 28% случаев смерти в мире. Частота его постоянно увеличивается, в пользу чего свидетельствует резкий рост заболеваемости инфарктом и инсультом. Парадокс ситуации заключается в том, что несмотря на свою чрезвычайную социальную значимость, до сих пор нехирургические способы терапии данных заболеваний развиты очень слабо. Традиционные тромболитические ферменты очень быстро теряют свою активность при введении в организм человека и инактивируются. Увеличение дозы приводит к дополнительным геморрагическим осложнениям. Вместе с тем, комплексность проблемы заключается в разработке способов борьбы не только с признаками тромбоза, но и его первопричиной – атеросклерозом. Мультидисциплинарный и международный коллектив участников проекта за последнее время развил новую концепцию по созданию лекарственных биокерамических материалов пригодных для внутривенного/внутримышечного введения в организм человека. Подход заключается в том, что в пористую наноструктурированную матрицу (обычно на основе бемита или магнетита – единственных оксидов одобренных FDA для парентерального введения) особым образом помещается терапевтический фермент. При этом с одной стороны фермент остается доступным для внешней среды, не теряет своей нативной структуры и способен оказывать свою терапевтическую функцию, а с другой – оказывается полностью блокированным внутри матрицы, маскируя свое присутствие от иммунной системы. Такой подход позволяет не только создавать лекарственные средства пролонгированного и направленного (благодаря магнитным свойствам магнетитовых наночастиц) действия, но и сильно стабилизировать чувствительные молекулы белков. Несмотря на существенный научный задел группы, в рамках данного проекта мы впервые делаем упор на создание биокерамических материалов для терапии атеротромбоза. Научная новизна проекта связана с тем, что предлагается создать биосовместимый протеолитический материал пролонгированного и направленного действия, где наночастицы и ферменты неразрывно связаны друг с другом. Проект предусматривает фундаментальные междисциплинарные исследования в области коллоидной химии, энзимологии, фармакологии и медицины, с учетом чего и подобран состав команды. В качестве основных результатов проекта планируется получение коллоидных жидкостей, состоящих из атеротромболитических наночастиц. Данные системы будут подвергнуты тщательному физико-химическому анализу и испытаниям in vitro, описывающим их поведение в организме человека, механизм активации и инактивации, метаболизма. Будут сделаны выводы о взаимосвязи структуры биокомпозита и его свойств. На заключительном этапе планируются испытания на послеоперационных биоматериалах: тромбах и атеросклеротических бляшках. По итогам реализации заявляемого проекта будет разработана платформа и новейшая концепция создания наноструктурированных лекарственных препаратов пролонгированного действия для терапии атеротромбоза. Это позволит подготовить и опубликовать не менее 8 статей в высокорейтинговых журналах мирового уровня (расшифровка: 1 статья уровня J American Chemical Society, Advanced Materials (impact factor 8-10); 3-4 статьи уровня Chemical Communications, Nanoscale, Biomaterials (impact factor 5-7); 3-4 статьи уровня J Mater Chem B, RSC Advances, Journal Sol-Gel Science and Technology (impact factor 2-4). Дополнительно будет опубликовано 2 статьи в русскоязычных изданиях, учитываемых РИНЦ.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Прилепский А.Ю., Фахардо А.Ф., Дроздов А.С., Виноградов Вас. В., Дуданов И.П., Штиль А.А., Бельтюков П.П., Шибенко А.М., Кольцова Е.М., Нечипуренко Д.Ю., Виноградов В.В.
Urokinase-Conjugated Magnetite Nanoparticles as a Promising Drug Delivery System for Targeted Thrombolysis: Synthesis and Preclinical Evaluation
ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10 (43), pp 36764–36775 (год публикации - 2018)
10.1021/acsami.8b14790
2.
Анастасова Е.Я, Прилепский А.Ю., Фахардо А.Ф., Дроздов А.С., Виноградов В.В.
Magnetite Nanocontainers: Toward Injectable Highly Magnetic Materials for Targeted Drug Delivery
ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10 (36), pp 30040–30044 (год публикации - 2018)
10.1021/acsami.8b10129
3.
Астафьева Б.В., Шаповалова О.Е., Дроздов А.С., Виноградов В.В.
α ‑ Amylase@Ferria: Magnetic Nanocomposites with Enhanced Thermal Stability for Starch Hydrolysis
J. Agric. Food Chem., 2018, 66, 8054 − 8060 (год публикации - 2018)
10.1021/acs.jafc.8b01298
4.
Виноградов В.В., Дроздов А.С., Мингабудинова Л.Р., Шабанова Э.М., Колчина Н.О., Анастасова Е.Я., Маркова А.А., Штиль А.А. Миличко В.А., Старова Г.Л., Прекер Р.Л., Виноградов А.В., Хей-Хавкинс Е. Пидько Е.А.
Composites based on heparin and MIL-101(Fe): the drug releasing depot for anticoagulant therapy and advanced medical nanofabrication
J Mater Chem B, 2018,6, 2450-2459 (год публикации - 2018)
10.1039/C8TB00072G
5.
Дроздов А.С., Шаповалова О.Е., Ивановский В., Авнир Д.
Entrapment of Enzymes within Sol−Gel-Derived Magnetite
Chemistry of Materials, Chem. Mater. 2016, 28, 2248−2253 (год публикации - 2016)
10.1021/acs.chemmater.6b00193
6. Э. М. Шабанова, А.С. Дроздов, А.Ф. Фахардо, И.П. Дуданов, М.С. Ковальчук, В.В. Виноградов Thrombin@Fe3O4 nanoparticles for use as a hemostatic agent in internal bleeding Scientific Reports (год публикации - 2018)
7.
Дроздов А.С., Виноградов В.В., Дуданов И. Р., Виноградов В.В.
Leach-proof magnetic thrombolytic nanoparticles and coatings of enhanced activity
Scientific Reports, 2016, 6:28119 (год публикации - 2016)
10.1038/srep28119
8.
Е. Я. Анастасова, В. Ивановски, А.Ф. Фахардо, А.И. Лепешкин, С. Омар, А.С. Дроздов, В.В. Виноградов
A pure magnetite hydrogel: synthesis, properties and possible applications
Soft Matter, Soft Matter, 2017, 13, 8651 (год публикации - 2017)
10.1039/c7sm01702b
9.
K.В. Володина, Д. Авнир, В.В. Виноградов
Alumina nanoparticle-assisted enzyme refolding: A versatile methodology for proteins renaturation
Scientific Reports, 7: 1458 (год публикации - 2017)
10.1038/s41598-017-01436-6
10.
Чапурина Ю.Е., Дроздов А.С., Попов И., Виноградов В.В., Дуданов И.П., Виноградов В.В.
Streptokinase@alumina nanoparticles as a promising thrombolytic colloid with prolonged action
Journal of Materials Chemistry B, J. Mater. Chem. B, 2016, 4, 5921--5928 (год публикации - 2016)
10.1039/c6tb01349j
11.
Дроздов А.С., Ивановский В., Авнир Д., Виноградов В.В.
A universal magnetic ferrofluid: Nanomagnetite stable hydrosol with no added dispersants and at neutral pH
Journal of Colloid and Interface Science, A.S. Drozdov et al. / Journal of Colloid and Interface Science 468 (2016) 307–312 (год публикации - 2016)
10.1016/j.jcis.2016.01.061
12.
Ю.А. Андреева, А.С. Дроздов, А.Ф. Фахардо, Н.А. Чеплагин, А.А. Штиль, В.В. Виноградов
The controllable destabilization route for synthesis of low cytotoxic magnetic nanospheres with photonic response
Scientific Reports, 7: 11343 (год публикации - 2017)
10.1038/s41598-017-11673-4
13. А.С. Дроздов, В.В. Виноградов Magnetic thrombolytic ceramic nanoparticles Materials Today: Proceedings, 4 (2017) 6856–6862 (год публикации - 2017)
Публикации
1.
Прилепский А.Ю., Фахардо А.Ф., Дроздов А.С., Виноградов Вас. В., Дуданов И.П., Штиль А.А., Бельтюков П.П., Шибенко А.М., Кольцова Е.М., Нечипуренко Д.Ю., Виноградов В.В.
Urokinase-Conjugated Magnetite Nanoparticles as a Promising Drug Delivery System for Targeted Thrombolysis: Synthesis and Preclinical Evaluation
ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10 (43), pp 36764–36775 (год публикации - 2018)
10.1021/acsami.8b14790
2.
Анастасова Е.Я, Прилепский А.Ю., Фахардо А.Ф., Дроздов А.С., Виноградов В.В.
Magnetite Nanocontainers: Toward Injectable Highly Magnetic Materials for Targeted Drug Delivery
ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10 (36), pp 30040–30044 (год публикации - 2018)
10.1021/acsami.8b10129
3.
Астафьева Б.В., Шаповалова О.Е., Дроздов А.С., Виноградов В.В.
α ‑ Amylase@Ferria: Magnetic Nanocomposites with Enhanced Thermal Stability for Starch Hydrolysis
J. Agric. Food Chem., 2018, 66, 8054 − 8060 (год публикации - 2018)
10.1021/acs.jafc.8b01298
4.
Виноградов В.В., Дроздов А.С., Мингабудинова Л.Р., Шабанова Э.М., Колчина Н.О., Анастасова Е.Я., Маркова А.А., Штиль А.А. Миличко В.А., Старова Г.Л., Прекер Р.Л., Виноградов А.В., Хей-Хавкинс Е. Пидько Е.А.
Composites based on heparin and MIL-101(Fe): the drug releasing depot for anticoagulant therapy and advanced medical nanofabrication
J Mater Chem B, 2018,6, 2450-2459 (год публикации - 2018)
10.1039/C8TB00072G
5.
Дроздов А.С., Шаповалова О.Е., Ивановский В., Авнир Д.
Entrapment of Enzymes within Sol−Gel-Derived Magnetite
Chemistry of Materials, Chem. Mater. 2016, 28, 2248−2253 (год публикации - 2016)
10.1021/acs.chemmater.6b00193
6. Э. М. Шабанова, А.С. Дроздов, А.Ф. Фахардо, И.П. Дуданов, М.С. Ковальчук, В.В. Виноградов Thrombin@Fe3O4 nanoparticles for use as a hemostatic agent in internal bleeding Scientific Reports (год публикации - 2018)
7.
Дроздов А.С., Виноградов В.В., Дуданов И. Р., Виноградов В.В.
Leach-proof magnetic thrombolytic nanoparticles and coatings of enhanced activity
Scientific Reports, 2016, 6:28119 (год публикации - 2016)
10.1038/srep28119
8.
Е. Я. Анастасова, В. Ивановски, А.Ф. Фахардо, А.И. Лепешкин, С. Омар, А.С. Дроздов, В.В. Виноградов
A pure magnetite hydrogel: synthesis, properties and possible applications
Soft Matter, Soft Matter, 2017, 13, 8651 (год публикации - 2017)
10.1039/c7sm01702b
9.
K.В. Володина, Д. Авнир, В.В. Виноградов
Alumina nanoparticle-assisted enzyme refolding: A versatile methodology for proteins renaturation
Scientific Reports, 7: 1458 (год публикации - 2017)
10.1038/s41598-017-01436-6
10.
Чапурина Ю.Е., Дроздов А.С., Попов И., Виноградов В.В., Дуданов И.П., Виноградов В.В.
Streptokinase@alumina nanoparticles as a promising thrombolytic colloid with prolonged action
Journal of Materials Chemistry B, J. Mater. Chem. B, 2016, 4, 5921--5928 (год публикации - 2016)
10.1039/c6tb01349j
11.
Дроздов А.С., Ивановский В., Авнир Д., Виноградов В.В.
A universal magnetic ferrofluid: Nanomagnetite stable hydrosol with no added dispersants and at neutral pH
Journal of Colloid and Interface Science, A.S. Drozdov et al. / Journal of Colloid and Interface Science 468 (2016) 307–312 (год публикации - 2016)
10.1016/j.jcis.2016.01.061
12.
Ю.А. Андреева, А.С. Дроздов, А.Ф. Фахардо, Н.А. Чеплагин, А.А. Штиль, В.В. Виноградов
The controllable destabilization route for synthesis of low cytotoxic magnetic nanospheres with photonic response
Scientific Reports, 7: 11343 (год публикации - 2017)
10.1038/s41598-017-11673-4
13. А.С. Дроздов, В.В. Виноградов Magnetic thrombolytic ceramic nanoparticles Materials Today: Proceedings, 4 (2017) 6856–6862 (год публикации - 2017)
Публикации
1.
Прилепский А.Ю., Фахардо А.Ф., Дроздов А.С., Виноградов Вас. В., Дуданов И.П., Штиль А.А., Бельтюков П.П., Шибенко А.М., Кольцова Е.М., Нечипуренко Д.Ю., Виноградов В.В.
Urokinase-Conjugated Magnetite Nanoparticles as a Promising Drug Delivery System for Targeted Thrombolysis: Synthesis and Preclinical Evaluation
ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10 (43), pp 36764–36775 (год публикации - 2018)
10.1021/acsami.8b14790
2.
Анастасова Е.Я, Прилепский А.Ю., Фахардо А.Ф., Дроздов А.С., Виноградов В.В.
Magnetite Nanocontainers: Toward Injectable Highly Magnetic Materials for Targeted Drug Delivery
ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10 (36), pp 30040–30044 (год публикации - 2018)
10.1021/acsami.8b10129
3.
Астафьева Б.В., Шаповалова О.Е., Дроздов А.С., Виноградов В.В.
α ‑ Amylase@Ferria: Magnetic Nanocomposites with Enhanced Thermal Stability for Starch Hydrolysis
J. Agric. Food Chem., 2018, 66, 8054 − 8060 (год публикации - 2018)
10.1021/acs.jafc.8b01298
4.
Виноградов В.В., Дроздов А.С., Мингабудинова Л.Р., Шабанова Э.М., Колчина Н.О., Анастасова Е.Я., Маркова А.А., Штиль А.А. Миличко В.А., Старова Г.Л., Прекер Р.Л., Виноградов А.В., Хей-Хавкинс Е. Пидько Е.А.
Composites based on heparin and MIL-101(Fe): the drug releasing depot for anticoagulant therapy and advanced medical nanofabrication
J Mater Chem B, 2018,6, 2450-2459 (год публикации - 2018)
10.1039/C8TB00072G
5.
Дроздов А.С., Шаповалова О.Е., Ивановский В., Авнир Д.
Entrapment of Enzymes within Sol−Gel-Derived Magnetite
Chemistry of Materials, Chem. Mater. 2016, 28, 2248−2253 (год публикации - 2016)
10.1021/acs.chemmater.6b00193
6. Э. М. Шабанова, А.С. Дроздов, А.Ф. Фахардо, И.П. Дуданов, М.С. Ковальчук, В.В. Виноградов Thrombin@Fe3O4 nanoparticles for use as a hemostatic agent in internal bleeding Scientific Reports (год публикации - 2018)
7.
Дроздов А.С., Виноградов В.В., Дуданов И. Р., Виноградов В.В.
Leach-proof magnetic thrombolytic nanoparticles and coatings of enhanced activity
Scientific Reports, 2016, 6:28119 (год публикации - 2016)
10.1038/srep28119
8.
Е. Я. Анастасова, В. Ивановски, А.Ф. Фахардо, А.И. Лепешкин, С. Омар, А.С. Дроздов, В.В. Виноградов
A pure magnetite hydrogel: synthesis, properties and possible applications
Soft Matter, Soft Matter, 2017, 13, 8651 (год публикации - 2017)
10.1039/c7sm01702b
9.
K.В. Володина, Д. Авнир, В.В. Виноградов
Alumina nanoparticle-assisted enzyme refolding: A versatile methodology for proteins renaturation
Scientific Reports, 7: 1458 (год публикации - 2017)
10.1038/s41598-017-01436-6
10.
Чапурина Ю.Е., Дроздов А.С., Попов И., Виноградов В.В., Дуданов И.П., Виноградов В.В.
Streptokinase@alumina nanoparticles as a promising thrombolytic colloid with prolonged action
Journal of Materials Chemistry B, J. Mater. Chem. B, 2016, 4, 5921--5928 (год публикации - 2016)
10.1039/c6tb01349j
11.
Дроздов А.С., Ивановский В., Авнир Д., Виноградов В.В.
A universal magnetic ferrofluid: Nanomagnetite stable hydrosol with no added dispersants and at neutral pH
Journal of Colloid and Interface Science, A.S. Drozdov et al. / Journal of Colloid and Interface Science 468 (2016) 307–312 (год публикации - 2016)
10.1016/j.jcis.2016.01.061
12.
Ю.А. Андреева, А.С. Дроздов, А.Ф. Фахардо, Н.А. Чеплагин, А.А. Штиль, В.В. Виноградов
The controllable destabilization route for synthesis of low cytotoxic magnetic nanospheres with photonic response
Scientific Reports, 7: 11343 (год публикации - 2017)
10.1038/s41598-017-11673-4
13. А.С. Дроздов, В.В. Виноградов Magnetic thrombolytic ceramic nanoparticles Materials Today: Proceedings, 4 (2017) 6856–6862 (год публикации - 2017)