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 20-74-00086
НазваниеФункциональные нанокомпозиты на основе оксидов редкоземельных металлов для тераностики и биоимиджинга
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 №49 - Конкурс 2020 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-209 - Биотехнология (в том числе бионанотехнология)
Ключевые слова тераностика, наночастицы, оксид церия, кальцеин, антиоксидант, окислительный стресс, углеродные точки, редокс-активность, гибридные материалы, функциональные наноматериалы
Код ГРНТИ34.57.21
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на решение актуальной задачи нанобиотехнологии – получение новых типов биологически активных наноматериалов с контролируемыми свойствами для биомедицинских применений, прежде всего функциональной тераностике и биоимиджинге. Конкретной научной задачей, на решение которой направлен проект, является создание нового типа редокс-чувствительных наночастиц, способных проявлять энзим-подобные функции и обеспечивать прижизненный внутриклеточный мониторинг инактивации активных форм кислорода (АФК). В качестве основы для такого нанокомпозита будут использованы наночастицы диоксида церия (СеО2), которые являются уникальным неорганическим антиоксидантом, обладающим уникальной способностью многократно участвовать в редокс-реакциях, восстанавливая свою биоактивность. Ранее нами показано, что наночастицы СеО2 проявляют антиоксидантные (Popov et al, ACS Biomater. Sci. Eng., 2018, Popov et al, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018), противоспалительные (Popova et al, J. NanoHybrComp, 2017) и радиопротекторные (Popov A.L., RSC Advances, 2016) свойства, являются миметиками эндогенных ферментов (Popov et al Nanosystems, 2019), способны стимулировать пролиферацию стволовых клеток человека и мыши (J. Nanomech Sci Tech, 2016, Popov et al, Mat Sci Eng C.) и ускорять регенерацию тканей после модельных травм (Патент РФ № 2 699 362, Popova et al, Nanosystems 2020). Несмотря на значительный терапевтический потенциал наночастиц СеО2, до сих пор остается ряд нерешенных проблем с перспективами их эффективного биомедицинского использования. Наночастицы диоксида церия обладают незначительной, трудно детектируемой люминесценцией, что осложняет возможность анализа их внутриклеточной локализации, процессинга и клиренса. Наночастицы диоксида церия проявляют слабые люминесцентные свойства лишь в случае наличия на поверхности церия в состоянии Се3+, при этом она полностью гасится в присутствии даже небольшого количества ионов Ce4+. Также люминесценцию ионов трёхвалентного церия полностью или частично гасят многие лиганды (такие как карбоксилаты, ЭДТА, полиакрилат и т.д.), что значительно снижает возможность его визуализации в условиях биологического микроокружения. Таким образом, созданием церий-содержащих нанокомпозитов, обладающих усиленными люминесцентными свойствами, биосовместимостью и высокой антиоксидантной активностью, является актуальной задачей. Научная новизна предлагаемого проекта основана на синтезе нового класса композитов на основе нанокристаллического диоксида церия и кальцеина, способного в режиме реального времени обеспечивать мониторинг инактивации АФК в клетке, а также гибридного композита на основе наночастиц диоксида церия и углеродных наноточек, способных значительно усиливать люминесценцию нанокомпозита в широком спектральном диапазоне. Таким образом, учитывая значительный терапевтический потенциал нанокристаллического СеО2 и перспективы его использование в качестве основы при создании новых лекарственных средств (нанотераностиков), предлагаемый проект способен внести значимый вклад в развитие данного направления научно-технической мысли. Достижимость успешного решения поставленных задач и получения запланированных результатов обусловлена несколькими факторами: достаточным опытом автора проекта в области синтеза нанокомпозитов на основе оксидов редкоземельных металлов, а также наличием отработанных и валидированных методов анализа их физико-химических характеристик, токсичности и биологической активности в экспериментальных моделях in vitro и in vivo.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ