Miniatury o wielkim znaczeniu dla zdrowia

Dr Anna Krzywonos-Zawadzka i dr Maciej Nowak z Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu (UMW) otrzymali dofinansowanie na realizację projektów w ramach konkursu Miniatura, organizowanego przez Narodowe Centrum Nauki.

Miniatura to konkurs skierowany do osób znajdujących się na początku drogi naukowej, które uzyskały stopień doktora nie wcześniej niż 12 lat temu.

Jak ochronić nerki przeznaczone do transplantacji?

W ramach projektu "Wielolekowa strategia w ochronie nerek przed uszkodzeniem niedokrwienno-reperfuzyjnym: modulacja szlaków molekularnych i procesów zapalnych" dr Anna Krzywonos-Zawadzka z Zakładu Chemii Klinicznej i Hematologii Laboratoryjnej Katedry Analityki Medycznej Wydziału Farmaceutycznego UMW podejmie próbę opracowania skutecznej metody farmakologicznej ochrony nerek przeznaczonych do transplantacji.

Celem pracy jest ograniczenie uszkodzeń powstających podczas przechowywania i chłodzenia narządów metodą ciągłej perfuzji w hipotermii. Badaczka skoncentruje się na nerkach pobieranych od dawców po nieodwracalnym zatrzymaniu krążenia. 

– Narządy pobrane w tym trybie są szczególnie narażone na uszkodzenia spowodowane niedokrwieniem, czyli brakiem dopływu krwi, a następnie reperfuzją, czyli jej nagłym przywróceniem. Procesy te zaburzają strukturę i funkcję komórek, ograniczając przydatność narządu do transplantacji – wyjaśnia dr Anna Krzywonos-Zawadzka.

Strategia obejmuje wykorzystanie trzech substancji: doksycykliny (inhibitora MMPs), MitoQ (antyoksydantu skierowanego bezpośrednio na mitochondria) oraz 1400W (selektywnego inhibitora indukowalnej syntazy tlenku azotu). Ich połączenie ma zapewnić kompleksową ochronę nerek na poziomie molekularnym i komórkowym.

– Każdy z tych związków działa na inny mechanizm uszkodzenia. Razem ograniczają degradację macierzy zewnątrzkomórkowej, stres oksydacyjny oraz toksyczne działanie nadmiaru tlenku azotu – dodaje dr Anna Krzywonos-Zawadzka.

Eksperymenty będą prowadzone na modelu szczurzym, odzwierciedlającym mechanizmy uszkodzeń niedokrwienno-reperfuzyjnych i pozwalającym na ocenę skuteczności terapii. W ramach projektu badaczka wykona analizy biochemiczne, immunochemiczne i molekularne pobranych tkanek nerkowych. Umożliwią one ocenę poziomu markerów uszkodzenia komórkowego i stresu oksydacyjnego, a tym samym skuteczności zastosowanej terapii.

– Mam nadzieję, że prace zaowocują opracowaniem rozwiązań, które poprawią przeżywalność pacjentów po przeszczepieniach nerek oraz zwiększą funkcjonalność narządów po transplantacji – podsumowuje dr Anna Krzywonos-Zawadzka.

Jak zwiększyć skuteczność leków onkologicznych?

Dr Maciej Nowak z Katedry i Zakładu Technologii Postaci Leku Wydziału Farmaceutycznego UMW otrzymał dofinansowanie projektu "Zrozumienie molekularnych aspektów kokrystalizacji API z grupy inhibitorów kinaz tyrozynowych jako modelowych związków o dużej masie cząsteczkowej i złożoności strukturalnej". 

Kokrystalizacja polega na tworzeniu nowej struktury krystalicznej poprzez połączenie substancji czynnej (API) z cząsteczką pomocniczą (tzw. koformerem). Powstały w ten sposób kokryształ może mieć znacznie lepszą rozpuszczalność i stabilność, a więc i skuteczniejsze działanie w porównaniu do czystego API (ang. Active Pharmaceutical Ingredient).

Naukowiec skupi się na lekach z grupy inhibitorów kinaz tyrozynowych (IKT) – takich jak nilotynib – stosowanych w terapii nowotworów i chorób hematologicznych. 

– IKT mają duży potencjał, ale ich skuteczność może być ograniczona przez wysoką masę cząsteczkową i niską rozpuszczalność. Z drugiej strony ich atutem jest wysoka złożoność strukturalna, która daje więcej możliwości modyfikacji sieci krystalicznej – wyjaśnia dr Maciej Nowak i dodaje: – Problem można rozwiązać nie poprzez zmianę składu chemicznego, a fizycznej postaci leku.

Badacz planuje wykorzystać klasyczne metody rozpuszczalnikowe, a także bardziej zaawansowane techniki, takie jak liofilizacja, suszenie rozpyłowe czy elektrorozpylanie.

– Skupimy się też na zjawisku polimorfizmu, czyli zdolności substancji do tworzenia różnych form krystalicznych, które mimo tego samego składu chemicznego, mogą różnić się właściwościami – tłumaczy dr Maciej Nowak. – Chcemy nauczyć się zarządzać strukturą kokryształów i przenosić uzyskaną wiedzę na kolejne cząsteczki.

Celem prac jest więc nie tylko projektowanie skuteczniejszych wersji istniejących leków onkologicznych, ale także zrozumienie procesów zachodzących podczas kokrystalizacji na poziomie molekularnym. 

– Liczymy, że pozwoli to na opracowanie uniwersalnych metod tworzenia kokryształów również w przypadku innych API o dużej masie cząsteczkowej. Może to stanowić istotny wkład w rozwój generacji produktów leczniczych: skuteczniejszych, bezpieczniejszych oraz lepiej dopasowanych do potrzeb pacjentów, nie tylko onkologicznych – uważa naukowiec.

Fot. Archiwum prywatne