Проект “Биосовместимые люминесцентные нанокомплексы для тераностики” (мегагрант 2014-2018 гг)

Для выполнения данного проекта под руководством профессора Андрея Васильевича Звягина (Университет Маккуори, Австралия) в рамках мегагранта Правительства Российской Федерации, выделяемого на конкурсной основе для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских образовательных учреждениях высшего профессионального образования (Постановление №220 от 9 апреля 2010 года) в ННГУ в 2014 году создана лаборатория оптической тераностики.

В лаборатории ведется работа в новой, актуальной и быстроразвивающейся области биомедицинских исследований – тераностике.

Целью работы сотрудников лаборатории является

разработка комплекса подходов для эффективной диагностики и терапии патологий.

Работа идет в трех основополагающих направлениях:

1. Создание и характеристика новых люминесцентных наночастиц, обладающих свойствами, опти-мальными для их применения в тераностике, и разработка систем оптического имиджинга для их регистрации.

• Разработка оригинальных методов синтеза люминесцентных наночастиц в производственных масштабах, в частности, антистоксовых нанофосфóров и нанорубинов и характеристика их фотофизических и химических свойств с помощью специального разработанного оборудования.

• Адаптация и оптимизация протоколов поверхностной модификации полученных люминесцентных наночастиц, позволяющих получать их стабильные водные и буферные коллоидные растворы; а также создавать функциональные группы, химически прочно связанные с поверхностью нанокомплексов, для их последующей конъюгации с биомолекулами.

• Создание и оптимизация двух систем оптического имиджинга для получения изображений люминесцентных наночастиц: эпилюминесцентного микроскопа, позволяющего регистрацию с предельной чувствительностью, т.е. регистрацию одиночных наночастиц в клетках и тонких тканевых срезах и оптической томографической системы, позволяющей зондирование локализованных участков ткани, маркированных люминесцентными наночастицами.

2. Создание и исследование мультифункциональных гибридных конструкций на основе направляющих биологических молекул и неорганических нанокристаллов для тераностики патологий.

• Дизайн, бактериальная наработка и оптимизации серии высоко-аффинных направляющих модулей белковой природы (антител, фрагментов антител, пептидов) для адресной доставки люминесцентных наночастиц к патологически-изменённым клеткам и тканям.

• Разработка универсальной модульной платформы для биоконъюгации люминесцентных наночастиц с нацеливающими и терапевтическими агентами с использованием высоко-аффинных пар молекулярных адапторов, включая пары стрептавидин:биотин и барназа:барстар.

• Создание мультифункциональных комплексов, включающих в себя нацеливающий, диагностический (люминесцентный) и/или терапевтический (фотосенсибилизаторы, рибонуклеаза барназа и др.) модули.

3. Получение флуоресцентных моделей опухолей человека для in vitro и in vivo изучения мультифункциональных тераностических агентов со следующими направлениями:

• Дизайн, апробация и оптимизация терапевтических модулей (тераностических агентов), которые позволяют реализовать различные типы воздействия на клетки-мишени (фотодинамическая терапия, химиотерапия с применением цитотоксиче-ских агентов и др.) и могут быть эффективно включены в состав мультифункциональных комплексов для тераностики.

• Создание новых флуоресцентных экспериментальных опухолевых моделей для оценки функциональных свойств тераностических агентов. Разработка методов и подходов для количественной оценки in vivo функциональных характеристик (фармакокинетики, диагностической эффективности, противоопухолевого дейст-вия) соединений с помощью флуоресцентного имиджинга на уровне целого организма.

• Исследование мультифункциональных комплексов в качестве потенциальных агентов для тераностики патологий на созданных флуоресцентных опухолевых моделях.

• Определение ряда наиболее перспективных тераностических агентов по результатам работы.