Нови полимери, полимерни наночастици и нанокапсули за пренос на биологични молекули
Ръководител:
Проф. дхн Станислав Рангелов
Партньорски организации:
Лаборатория Полимеризационни процеси (Институт по полимери) и Катедра Биохимия (Биологически факултет, Софийски университет)
Продължителност:
24 месеца
Анотация:
Изпълняваният съвместен проект е интердисциплинарен. Той има отношение към редица области от науката за полимери, биохимията и биофизиката. В съответствие с интердисциплинарния характер и специфичност, за изпълнението му е сформиран екип от учени от водещи в областта си и международно разпознаваеми центрове – Института по полимери на БАН (ИП) и Катедра Биохимия, Биологически факултет на СУ „Св. Кл. Охридски” (КБ), чиито знания, опит и компетентност взаимно се допълват. Целта на настоящото проектно предложение е разработване на нано-размерни системи, които възможно най-пълно съхраняват функционалното състояние на биологични молекули по време на контролираното им доставяне и освобождаване на определено място в живи организми.
За постигане на целта се извършва синтезиране на нови съполимери с разнообразна топология, архитектура и състав, които са способни да образуват комплекси с биологични молекули. Получаването на полимерни нанокапсули и капсулирането на биологични молекули се осъществява чрез прилагане на оригинални синтетични стратегии, разработени в Института по полимери. На етапа на капсулиране, изграждащата се полимерна обвивка върху комплекса се фунционализира и декорира чрез използване на подходи от полимерната химия, с което се постига (а) придаване на колоидна и стерична стабилност на нанокапсулите в кръвния поток, (б) насочване към прицелни клетки и (в) ефективно взаимодействие с клетъчните мембрани. Изпълнението на научната програма ще доведе до натрупване на познание и експериментални данни и факти, които са с потенциална приложимост при решаване на здравни проблеми с обществена и социална значимост. Докато планираните изследвания са силно фундаментални, една съществена част от него има висок иновативен характер и потенциал и предполага ефективен трансфер на знания и технологии към икономически субекти. Реализирането на проекта ще създаде предпоставки за подобряване на уменията и квалификацията на членовете на колектива и повишаване на конкурентноспособността на партниращите организации.
Ключови думи:
Контролирана полимеризация, полимерни наночастици, полимерни нанокапсули, биологични молекули, ДНК, комплекси и полиплекси, контролирано доставяне и освобождаване, трансфекция, цитотоксичност
Novel Polymers, Polymeric Nanoparticles and Nanocapsules for Delivery of Biological Molecules
Project КП-06-Н-47/1
Coordinator:
Prof. Stanislav Rangelov, DSc
Partner organizations:
Laboratory of Polymerization Processes (Institute of Polymers) and Department of Biochemistry (Faculty of Biology, Sofia University)
Duration:
24 months
Summary:
The project is interdisciplinary. It is related with a number of areas in polymer science, biochemistry and biophysics. In accordance to its interdisciplinary character and specificity, the research team is composed of scientists with complementary knowledge and experience from leading in their areas, internationally recognized research organizations – the Institute of Polymers, Bulgarian Academy of Sciences and Department of Biochemistry, Biological Faculty of Sofia University. The aim of the project is development of nano-sized systems that are able to fully preserve the native functional state of biological molecules during the process of their delivery and release in a desired site in living organisms.
The aim of the project will be achieved by synthesizing novel copolymers with various topology, chain architecture, and composition that are able to form complexes with biological molecules. Preparation of polymeric nanocapsules and encapsulation of biological molecules will be performed by employing original synthetic strategies, developed in the Institute of Polymers. During the encapsulation step, the polymeric shell that is formed on the surface of the complex will be functionalized and decorated by using different approaches of polymer chemistry by which (a) colloid and steric stability, (b) targeting to specific cells, and (c) effective interactions with cell membranes will be achieved. The implementation of the research program will bring to accumulation of knowledge as well as experimental data and findings, which are applicable for solving health problems with significant social importance. Whereas the research planned in the project is highly fundamental, an essential part of it has an innovative character and potential and an effective transfer of knowledge and technologies to interested industrial partners might be expected. The implementation of the project will contribute to improvement of the skills and qualification of the team members and enhancement of competitiveness of the partnering organizations.
Keywords:
Controlled polymerization processes, Polymeric nanoparticles, Polymeric nanocapsules, Biological molecules, DNA, complexes and polyplexes, Controlled delivery and release, Transfection, Cytotoxicity