Нанокристаллический диоксид церия, допированный гадолинием: синтез, коллоидная стабильность в биологических средах и перспективы биомедицинского применения.

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 17-73-10417

НазваниеНанокристаллический диоксид церия, допированный гадолинием: синтез, коллоидная стабильность в биологических средах и перспективы биомедицинского применения.

Руководитель Попов Антон Леонидович, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук , Московская обл

Конкурс №23 - Конкурс 2017 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-405 - Наноструктуры и кластеры. Супрамолекулярная химия. Коллоидные системы.

Ключевые слова нанокристаллический диоксид церия, гадолиний, коллоидные золи, кислородная нестехиометрия, нанобиоматериалы, антиоксидантная актвивность

Код ГРНТИ34.17.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Одним из наиболее перспективных подходов в разработке новых эффективных агентов для тераностики социально-значимых заболеваний является использование наночастиц оксидов металлов, в частности диоксида церия. Ранее показано, что наночастицы диоксида церия (СеО2) способны выступать и как радиопротектор, и как радиосенсибилизатор, при этом основными параметрами, определяющими вектор их действия, является рН клеточного окружения и мощность использованного ионизирующего излучения (Briggs et al, 2013). Более того, наночастицы СеО2 способны проявлять самостоятельную избирательную токсичность в зоне опухоли, что обусловливает их высокий потенциал в терапии онкологических заболеваний. Вместе с тем сложность визуализации ультрамалых наночастиц СеО2 ограничивает возможность контроля их локализации в организме, в связи с чем возникает необходимость их дополнительной функционализации. В рамках заявленного проекта будет проведен синтез коллоидных растворов наночастиц СеО2, допированных ионами гадолиния, что обеспечит повышение уровня их кислородной нестехиометрии (и, соответственно, редокс-активности) и возможность их визуализации с помощью МРТ. Будет проанализирована возможность использования различных стабилизаторов (цитрат натрия, полиакриловая кислота, декстран) для оценки влияния коллоидного окружения наночастиц на их агрегативную устойчивость в биологических средах, внутриклеточную локализацию и направленность действия в различных условиях микроокружения. Стабилизаторы, имеющие повышенную тропность к зоне ангиогенеза (например, декстран), позволят специфически усиливать сигнал МРТ злокачественных новообразований, а маркеры – визуализировать доставку наночастиц к эндотелиальным опухолевым клеткам. Впервые будет проведен комплексный анализ физико-химических характеристик и биологической активности наночастиц диоксида церия, допированного гадолинием, на различных моделях in vitro. Будет проведено исследование влияние типа оболочки, заряда поверхности, размера наночастиц на метаболическую активность нормальных и трансформированных клеток человека, их внутриклеточную локализацию и время выведения. Комплексное исследование физико-химических характеристик синтезированных золей позволит отобрать наиболее перспективные варианты синтеза нового типа тераностических препаратов, а результаты цитологических тестов in vitro определят вектор дальнейших исследований и максимально приблизят к первой стадии доклинических исследований.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Попов А.Л., Щербаков А.Б., Попова Н.Р., Иванов В.К. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ НОВОГО ТЕРАНОСТИЧЕСКОГО АГЕНТА НА ОСНОВЕ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ДИОКСИДА ЦЕРИЯ Сборник материалов XIV Международного междисциплинарного Конгресса «НЕЙРОНАУКА ДЛЯ МЕДИЦИНЫ И ПСИХОЛОГИИ» (4-10 июня 2018 г.), стр 377 (год публикации - 2018)

2. А.Л. Попов РАЗРАБОТКА НОВОГО ТЕРАНОСТИЧЕСКОГО АГЕНТА НА ОСНОВЕ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ДИОКСИДА ЦЕРИЯ, ДОПИРОВАННОГО ГАДОЛИНИЕМ. Сборник материалов XXVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2019» (год публикации - 2019)

3. А.Л. Попов, Иванова О.С., Ермаков А.М., Савинцева И.В., Колманович Д.Д., Аккизов А.Ю., Попова Н.Р., Баранчиков А.Е., Шекунова Т.О., В.К. Иванов НОВЫЙ ТЕРАНОСТИЧЕСКИЙ АГЕНТ НА ОСНОВЕ НАНОЧАСТИЦ ДИОКСИДА ЦЕРИЯ, ДОПИРОВАННЫХ ГАДОЛИНИЕМ СБОРНИК ТЕЗИСОВ 23-ой Международной Пущинской школы-конференции молодых ученых «БИОЛОГИЯ - НАУКА XXI ВЕКА», стр.105 (год публикации - 2019)

4. А.Л. Попов, И.В. Савинцева, Е.А. Мысина, А.Б. Щербаков, Н.Р. Попова, О.С.Иванова, В.К. Иванов Cytotoxicity analysis of gadolinium doped cerium oxide nanoparticles on human mesenchymal stem cells NANOSYSTEMS: PHYSICS, CHEMISTRY, MATHEMATICS, (год публикации - 2018)

5. Попов А.Л., Попова Н.Р., Гоулд Д., Щербаков А. Б., Сухоруков Г.Б., Иванов В.К. Ceria nanoparticles-decorated microcapsules as a smart drug delivery/protective system: Protection of encapsulated P. pyralis luciferase ACS Appl. Mater. Interfaces, 10, 17, 14367-14377 (год публикации - 2018)
10.1021/acsami.7b19658

6. А.Л. Попов, А.Б. Щербаков, Н.М. Жолобак, А.Е.Баранчиков, В.К. Иванов Cerium Dioxide Nanoparticles as Third-Generation Enzymes (Nanozymes) Nanosystems: physics, chemistry, mathematics, 8 (6), P. 760–781 (год публикации - 2017)
10.17586/2220-8054-2017-8-6-760-781

7. Попов А.Л., Савинцева И.В., Попова Н.Р., Иванов В.К. ИССЛЕДОВАНИЕ БИОБЕЗОПАСНОСТИ ЦИТРАТ-СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ НАНОЧАСТИЦ ДИОКСИДА ЦЕРИЯ, ДОПИРОВАННЫХ ГАДОЛИНИЕМ, IN VITRO. Сборник материалов Третьего междисциплинарного молодежного научного форума с международным участием «Новые материалы», стр. 798-799 (год публикации - 2017)

Публикации