Zwycięzcy konkursu Miniatura 7

Koordynatorzy Dyscyplin Narodowego Centrum Nauki ogłosili  listy rankingowe projektów zakwalifikowanych do finansowania w ramach konkursu MINIATURA 7 na pojedyncze działania naukowe. Znalazły się wśród nich trzy projekty UMW zgłoszone przez jednostki Wydziału Farmaceutycznego.

1. Ekstrakty z pąków topoli - potencjalne składniki innowacyjnych preparatów leczniczych wspomagających regenerację nabłonka oraz gojenie się ran
Kierownik projektu: dr Piotr Okińczyc z Katedry i Zakładu Farmakognozji i Leku Roślinnego

Celem projektu jest wstępna ocena aktywności biologicznych in vitro 70% etanolowo-wodnych ekstraktów z pąków rodzaju Populus w kierunku regeneracji nabłonka/gojenia się ran. Materiałem badawczym będzie 5 wyselekcjonowanych ekstraktów otrzymanych z pąków różnych gatunków topoli (np. P. balsamifera, P. cathayana, P. deltoides, , P. lasiocarpa, P. suaveolens, P. therestina, P. tacamahaca, i/lub mieszańce tych gatunków), a w tym Populus nigra i/lub P. tremula (jako materiał porównawczy). Pąki przeznaczone do właściwych badań zostaną wyselekcjonowane (organoleptycznie) ze względu na ilość uzyskanej wydzieliny pąkowej oraz siłę działania przeciwdrobnoustrojowego (Staphylococcus aureus, S. epidermidis; testy MIC/MBC). W celu oceny potencjalnej zdolności wyselekcjonowanych ekstraktów do regeneracji nabłonka/gojenia się ran zostaną wykonane testy: działania przeciwbakteryjnego (rozszerzone testy MIC/MBC na większej ilości szczepów Staphylococcus aureus, S. epidermidis), wpływu ekstraktów na przeżywalność fibroblastów (linia ludzkich komórek NHDF) oraz keratynocytów (linia ludzkich komórek HaCaT), a także na ich zdolność do migracji (test zarastania rysy, ang. scratch assay) i wpływ ekstraktów na ekspresję genów zaangażowanych w stan zapalny oraz genów mających udział w przebudowie macierzy zewnątrzkomórkowej.

2. Rozpoznanie enzymów aktywnych na szlakach biosyntezy alkaloidów izochinolinowych w roślinie leczniczej z gatunku Corydalis cheilanthifolia/Elucidation of enzymes from isoquinoline alkaloid biosynthetic pathways in a medicinal plant - Corydalis cheilanthifolia
Kierownik projektu: dr Weronika Kozłowska z Zakładu Biotechnologii Farmaceutycznej

Ogólną ideą projektu jest rozpoznanie enzymów biosyntetycznych alkaloidów izochinolinowych wytwarzanych w roślinie leczniczej kokoryczy paprociolistnej (Corydalis cheilathifolia Hemsl.) z rodziny makowatych (Papaveraceae). Alkaloidy izochinolinowe są ważnymi, wysoce bioaktywnymi metabolitami roślinnymi wytwarzanymi głównie przez gatunki należące do rodziny Papaveraceae i Amaryllidaceae. Ekstrakty oraz wydzieliny roślinne takie jak lateks, zawierające te związki, były od wieków stosowane w medycynie ludowej do leczenia schorzeń dermatologicznych, krost, ran skórnych, podrażnień skóry, wysypek alergicznych, zapaleń skóry, pęcherzy czy egzemy. Aby pozyskać większe ilości tych cennych substancji ze źródeł naturalnych konieczne jest poznanie dróg ich wytwarzania. Rozpoznanie enzymów biosyntetycznych odpowiedzialnych za powstawanie alkaloidów izochinolinowych umożliwi w przyszłości przekierowanie i zwiększenie skali produkcji najbardziej pożądanych związków o tej strukturze i ich mieszanin. Szlaki biosyntezy niektórych pochodnych protoberberyny, protopiny i benzofenantrydyny zostały częściowo wyjaśnione dla takich gatunków Papveraceae jak: Coptis japonica, Macleaya cordata, Corydalis yanhusuo, Chelidonium majus i Eschscholzia californica. Wstępne badania wykazały, że wyciągi z Corydalis cheilanthifolia są bogatym źródłem alkaloidów izochinolinowych o silnym działaniu przeciwbakteryjnym i przeciwgrzybiczym w porównaniu z innymi gatunkami Papaveraceae. Właściwości tych związków badano wobec ludzkich bakterii chorobotwórczych i patogennych grzybów, takich jak: Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Helicobacter pylori czy Candida albicans. Ponieważ kokorycz paprociolistna jest gatunkiem mało poznanym, szczególnie pod względem profilu fitochemicznego i potencjału biologicznego, należy podjąć wysiłki w celu jej zbadania. Zatem hipoteza badawcza zakłada weryfikację obecności enzymów, które zostały już rozpoznane w gatunkach pokrewnych, a także odkrycie nowych potencjalnych katalizatorów aktywnych w szlakach powstawania alkaloidów izochinolinowych.

3. Charakterystyka fizykochemiczna i bioaktywność nowo zidentyfikowanych disacharydowych estrów fenylopropanoidów z roślin z rodzaju Reynoutria
Kierownik projektu: dr Arleta Dołowacka-Jóźwiak z Katedry i Zakładu Technologii Postaci Leku

Wiele znanych jak i nowo zidentyfikowanych i wyizolowanych związków pochodzenia naturalnego cechuje się znacznym terapeutycznym. Pełne wykorzystanie tego potencjału jest jednak często ograniczone brakiem badań oraz informacji na temat ich właściwości fizykochemicznych i biofarmaceutycznych, niezbędnych na etapie badań preformulacyjnych oraz w trakcie projektowania docelowej postaci leku. Wanikozydy A i B, unikatowe estry hydroksycynamonowe z kłączy Reynoutria sp. zostały dotychczas poznane jako inhibitory kinazy białkowej C oraz związki cytotoksyczne wobec linii komórek nowotworowych raka piersi potrójnie ujemnych (TNBC, MDA-MB-231). Ponadto, wanikozyd B hamował dwuetapową karcynogenezę guza skóry myszy indukowaną przez 12-O-tetradekanoiloforbol-13-octan, wykazywał aktywność przeciwnowotworową poprzez hamowanie kinazy cyklino-zależnej 8 oraz cytotoksyczność wobec linii komórkowych czerniaka [1,2]. Dotychczasowe prace obejmujące analizę składu i ocenę potencjału terapeutycznego ekstraktów z kłączy 3 roślin leczniczych z rodzaju Reynoutria (Rdestowate, Polygonaceae) tj.: R.sachalinensis, R.japonica oraz hybrydy R.xbohemica, pozwoliły na zidentyfikowanie i wyizolowanie wanikozydów A i B, jako dwóch głównych związków z grupy disacharydowych estrów fenylopropanoidów. W badaniach prowadzonych przez autorkę na 15 ekstraktach z wymienionych 3 surowców z użyciem ekstrahentów o różnej polarności potwierdzono w modelu własnym potencjał antyglikacyjny kompleksu związków w nich zawartych [3]. Przetwory z R.sachalinensis w największym stopniu hamowały tworzenie końcowych zaawansowanych produktów glikacji, przy czym najbardziej aktywne w odniesieniu do związku referencyjnego-resweratrolu, okazały się ekstrakty uzyskiwane z wykorzystaniem eteru dietylowego oraz octanu etylu. Analiza fitochemiczna potwierdziła, że kłącza R.sachalinensis są najbogatszym źródłem tych estrów z przewagą wanikozydu B [4,5]. Bazując na wynikach prowadzonych badań, przy braku danych z piśmiennictwa odnośnie charakterystyki właściwości fizykochemicznych i potencjału biologicznego wanikozydów A i B, wnioskodawczyni planuje przeprowadzenie analizy właściwości tych związków oraz ocenę ich aktywności antyoksydacyjnej, przeciwzapalnej oraz antyproliferacyjnej, celem pełnej charakterystyki ich potencjalnego działania i przygotowania doprzyszłych badań formulacji i farmakologicznych. Opis działania przewidzianego do realizacji: Zaplanowane prace obejmują przeprowadzenie badania w kierunku charakterystyki właściwości fizykochemicznych obu wanikozydów A i B tj.: 1.1./ oznaczenie ich rozpuszczalności z wykorzystaniem HPLC, 1.2./ pomiar współczynnika podziału olej/woda z wykorzystaniem HPLC, 1.3./ badanie przenikalności in vitro przez błony biologiczne z wykorzystaniem modelu równoległej przepuszczalności sztucznej membrany-PAMPA oraz ocenę ich potencjału biologicznego: 2.1./ aktywności przeciwutleniającej z wykorzystaniem standardowego panelu testów in vitro określających neutralizację wolnych rodników oraz ochronę biocząsteczek przed degradacją oksydacyjną, 2.2./ aktywności przeciwzapalnej i antyproliferacyjnej w modelach komórkowych odpowiednio:makrofagów RAW 264.7 i ludzkich keratynocytów HaCaT z użyciem mikroskopu fluorescencyjnego.

4. Potencjał polisacharydów z Polygoni cuspidati rhizome et radix w gojeniu ran jamy ustnej: badania in vitro
Kierownik projektu: dr Jakub Waldemar Hadzik z Katedry i Zakładu Chirurgii Stomatologicznej

Polisacharydy to makrocząsteczki o różnorodnych właściwościach biologicznych, część z nich posiada aktywność stymulującą proces gojenia ran. Te złożone węglowodany występują w naturze, zwłaszcza w roślinach, z których można je uzyskać z dużą wydajnością. Literatura naukowa wskazuje, że polisacharydy pozyskane z roślin są obiecującym biomateriałem do różnych zastosowań ze względu na ich biokompatybilne, bezpieczne i biodegradowalne właściwości. Co więcej, wyniki badań wskazują na ich wszechstronną aktywność biologiczną w organizmie człowieka. Niniejszy projekt badawczy ma na celu izolację polisacharydów z odwaru otrzymanego z Polygoni cuspidati rhizome et radix, określenie struktury chemicznej otrzymanych frakcji polisacharydowych oraz przeprowadzenie badań określających wpływ polisacharydów na procesy gojenia ran dziąseł poprzez badania in vitro prowadzone na ludzkich dziąsłowych fibroblastach.