Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В ходе реализации проекта в 2020 гг. проведены исследования по разработке протоколов синтеза гибридных капсул для эффективного инкапсулирования биологически активных соединений (плазмидной ДНК и матричной РНК зеленого флуоресцентного белка (GFP) с последующей оценкой биологической активности инкапсулированных веществ на клеточных моделях in vitro. Проведен комплексный анализ структуры и морфологии полученных гибридных капсул с использованием электронной микроскопии, конфокальной лазерной микроскопии и т.д. Были подобраны оптимальные условия синтеза гибридных капсул с использованием золь-гель технологии. Установлено, что максимальный процент (~ 95 %) клеток захвативших капсулы, наблюдается при соотношении капсул к клетке, равном 50 к 1. Также следует отметить, что капсулы не обнаруживают цитотоксического действия при концентрации выше 100 капсул на клетку. Получены данные по внутриклеточной динамике и трансфекционной способности гибридных капсул, относящуюся к теме нашего проекта. Получены данные по трансфекции в различных типов клеткок с использованием капсул, содержащих мРНК и плазмиду репортерного гена eGFP. Гибридные капсулы более эффективны в доставке генетического материала, чем в случае использования электропорации. Результаты исследований, полученных в первом году реализации проекта по внутриклеточной доставке генетического материала in vitro, были опубликованы в двух высокорейтинговых журналах (Q1) «Journal of Materials Chemistry B» (Tarakanchikova et al., 2020) IF = 5.344 и «Biomaterials» (Mashel et al., 2020) IF = 10.317, а также представлены на международной конференции Gratitude XIV Raisa Gorbacheva Memorial Meeting “Hematopoietic Stem Cell Transplantation. Gene and Cellular therapy”.

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
В ходе реализации проекта в 2021 году проведены исследования по оценке иммуногенности инкапсулированных нуклеиновых кислот (плазмидной ДНК и матричной РНК зеленого флуоресцентного белка (GFP)) при их захвате иммунокомпетентными клетками человека. Комплексная оценка иммунологических реакций была выполнена с использованием методов иммуноферментного анализа (ИФА, проточной цитометрии) (коллективом исследователей СПбПУ совместно с Vrije Universiteit Brussel). Были проведены исследования по динамике биораспределния микрокапсул внутри организма лабораторных мышей. Согласно полученным данным микрокапсулы не вызывают иммунологических реакций в модельных клеточных линиях, копятся в тканях легких в течение 10-15 дней при системном введении. Подтверждено отсутствие патоморфологических изменений тканей при накоплении в них носителей. Результаты исследований во втором году реализации проекта были опубликованы трех высокорейтинговых журналах (Q1) «Materials Science and Engineering: C» (Tarakanchikova et al., 2021) IF = 7.328, «Expert Opinion on Drug Delivery» (Linnik et al., 2021) IF = 6.648 и «Particle & Particle Systems Characterization» (Tarakanchikova et al., 2021) IF = 3.310. Таким образом, работы, запланированные в отчетный период к исполнению научным коллективом проекта на базе СПбПУ выполнены в полном объеме.

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В 2022 году были проведены исследования иммуногенности мРНК, инкапсулированных в невирусные системы доставки, разрабатываемые в ходе проекта. Эксперименты были проведены на модельных объектах: иммунокомпетентных клетках человека и лабораторных животных. Были получены данные по трем типам носителей для невирусной доставки генетического материала. На основании данных установлено, что из всех кандидатных носителей наибольшую трансфекционную активность в настоящий момент демонстрируют наночастицы на основе катионных липидов, несмотря на низкую иммуногенность и токсичность всех разрабатываемых в рамках проекта систем доставки. Результаты исследований, полученных на третьем году реализации проекта были опубликованы в двух высокорейтинговых журналах (Q1, Q2): Applied Materials Today (Postovalova et al., 2022) IF = 8.66, ACS Applied Bio Materials (Yakubova et al., 2022) IF=3.25. А также представлены устные и постерные доклады на XVI Международном симпозиуме «Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток. Генная и клеточная терапия», г. Санкт-Петербург 15–17 сентября 2022 г. В данных работах проверены различные варианты носителей для доставки мРНК, что дает возможность оценить факторы влияющие на распределение невирусных систем in vivo и способствует реализации конечной цели проекта по доставке мРНК с помощью разрабатываемых систем невирусной доставки. Завершающие эксперименты по анализу иммунного ответа капсул в лимфоузлах лабораторных животных, проведенные совместно с бельгийскими партнерами, показали, что наблюдается экспрессия антигена в лимфоузлах животных (Рисунок 6). По этим данным планируется завершающая совместная публикации под названием «Immune response of polymer based nano- and microcarriers: in vitro and in vivo studies» в журнале ACS Applied Materials and Interfaces, которая будет опубликована уже после окончания проекта в следующем году. Таким образом, работы, запланированные в отчетный период к исполнению научным коллективом проекта на базе СПбПУ выполнены в полном объеме.