Nanomedycyna to ogromne pole możliwości dla firm farmaceutycznych i przemysłu biotechnologicznego. Nowoczesne nanonośnik pozwalają obecnie na enkapsulację nierozpuszczalnych w wodzie hydrofobowych leków oraz nietrwałych związków, które muszą być chronione od enzymów we krwi, takich jak esterazy lub nukleazy. Polimerowe nanonośnik poprawiają znacząco indeks terapeutyczny leków poprzez zwiększenie ich akumulacji w poszczególnych narządach, tkankach lub komórkach jednocześnie zmniejszając ich toksyczność i działania niepożądane. Jednak skuteczne przejście od badań laboratoryjnych do klinicznych wymaga właściwej oceny oddziaływania nośników z biomolekułami, komórkami w warunkach in vivo. Niezbędne poznanie jest kinetyki uwalniania leku i sposobów degradacji nanonośnika zarówno in vitro jak in vivo. Niezmiernie istotna jest także biodytrybucja i los w organizmie kojugatów nanośnik-ładunek.
W projekcie chcemy zbadać losy biologiczne m.in. stabilność in vivo, kinetykę degradacji i biodystrybucję materiałów na bazie nanocząstek polilaktyd/poli(kwas mlekowy-co-glikolowy) sfunkcjonalizowanych poliaminami i fosforanami. Badani badania będą wykonywanie z wykorzystaniem różnych metod obrazowania. Lokalizacja wewnątrzkomórkowa, agregacja nanoczastek, stabilność konjugatów i mechanizm uwalniania leku będą najpierw zbadane w warunkach in vitro przy użyciu zaawansowanych technik takich jak mikroskopia konfokalna, cystometria przepływowa, spektroskopii Ramana i spektroskopia korelacji fluorescencji.
Również zbadamy tworzenie się „korony białkowej” na powierzchni nanoczastek. Badania będą prowadzona z zastosowaniem spektroskopii korelacji fluorescencji. Zamierzamy zbadać również wpływ wytworzonych otoczek na polimerze na ich „maskowanie” i tworzenie się na nich korny białkowej.
W celu zbadani biodystrybucji nanoczastek oraz konjugatów z „ładunkami” w dalszej części projektu przeprowadzimy radioznakowanie otrzymanych materiałów, których lokalizacja zostanie określona w warunkach in vivo z zastosowaniem ultraczułych metod obrazowani molekularnego pozwalających na obserwację nanoczastek w czasie rzeczywistym takich jak tomografii komputerowa (SPECT) oraz pozytonowa tomografia emisyjna (PET).
Badania przeprowadzone w projekcie przyczynią się w zrozumienie złożonych interakcji nanocząstąk, z układami biologicznymi. Projekt pozwoli na uzyskanie odpowiedzi na podstawowe pytania dotyczące stabilności nanomateriałów i ich konjugatów z lekami w układach biologicznych na poziomie komórkowym i warunkach in vivo. Wyniki prac zostaną opublikowane w renomowanych czasopisma naukowych i przedstawione na międzynarodowych konferencjach naukowych.
Proponowane rozwiązani badawcze są unikatowe i pozwalają w nowatorski sposób ocenić przydatność nanomateriałów do zastosowań medycznych. Opracowane w projekcie metody przyczynią się do opracowania narzędzi wspierających rozwój nanomedycyny i racjonalnego projektowania i produkcji nanomateriałów.