Eritrocitne membrane kot nano-nosilci za gensko terapijo za zdravljenje raka
Oznaka in naziv projekta
J4-50150 Eritrocitne membrane kot nano-nosilci za gensko terapijo za zdravljenje raka
J4-50150 Erythrocyte membrane-based nanocarriers for gene silencing cancer therapy
Logotipi ARIS in drugih sofinancerjev
Projektna skupina
Vodja projekta: dr. Nina Kostevšek
Sodelujoče raziskovalne organizacije: Povezava na SICRIS
IJS
38204 - Špela Trafela (R)
18824 - Kristina Žužek (R)
53417 - Tina Radošević (T)
28491 - Kristina Žagar Soderžnik (R)
54688 - Giulia Della Pelle (MR)
7561 - Boris Turk (R)
15969 - Ivica Štefe (T)
33762 - Robert Vidmar(R)
39130 - Monika Biasizzo(R)
57087 - Sara Ivanovski (MR)
ONKOLOŠKI INŠTITUT LJUBLJANA
34373 - Maša Bošnjak (R)
14575 - Maja Čemažar (R)
19058 - Simona Kranjc Brezar (R)
33227 - Tanja Jesenko (R)
51848 - Tim Božič (R)
8800 - Gregor Serša (R)
32175 - Boštjan Markelc (R)
36367 - Urša Lampreht Tratar (R)
37534 - Katarina Žnidar (R)
55825 - Iva Šantek (R)
Vsebinski opis projekta
Vsebina raziskovalnega projekta SLO
V tem projektu predlagamo nov koncept zdravljenja in diagnostike raka, ki temelji na večfunkcijskem biomimetičnem nano-sistemu, sestavl iz telesu lastnih celic kot dostavnega sistema za zdravila. Nanodelci ali druge aktivne komponente, preoblečene s celičnimi membranami, lah delujejo kot avtogene celice in tako zagotovijo inherentno biokompatibilnost in povečajo čas cirkulacije v krvnem obtoku. Zato predlagamo up membran rdečih krvnih celic (MRKC) dostavnega sistema za zdravila. Predlagani biomimetični sistem bo omogočil gensko terapijo tumorskih metastaz z vnosom siRNA za utišanje genov, fototermično terapijo in fluorescenčno slikanje. Da bi to uresničili, bodo MRKC vsebovale sledeče komponente: 1. siRNK za gensko terapijo za zdravljenje raka, 2. barvilo indocianin zeleno (ICG), ki omogoča oboje, fototermično terapijo in fluorescenčno slikanje.
Ker so tumorji odvisni od angiogeneze, ima ciljanje endoglina, markerja endotelijskih celic, velik potencial pri zdravljenju trdnih tumorjev in tumetastaz pri raku dojke in debelega črevesa. Določili bomo biorazdelitev in učinkovitost dostave genov in vivo. Sekvenčna organizacija projeksledi končnemu cilju, to je predklinični potrditvi učinkovitosti teranostičnega sistema. Projekt je zasnovan tako, da bodo rezulati vseh delovnihsklopov pripeljali do končnega cilja, tj. razvoja predkliničnega teranostičnega sistema, ki bo omogočil gensko terapijo z enkapsulirano siRNA, fototermično terapijo za senzibilacijo tumorjev in fluorescenčno slikanje, njegova učinkovitost pa bo ocenjena in vivo. V prvem delu projekta bpoudarek na sintezi in ex vitro vrednotenju delovanja vsake aktivne komponente posebej pred pripravo končnega hibridnega sistema. Posebnanaloga bo namenjena karakterizaciji membranskih nosilcev, tako da bomo določili sestavo teh membran in jih primerjali s sestavo izvirne celičmembrane, kar je ključno, če želimo zagotoviti varnost in dolg čas cirkulacije predlaganih nosilcev. V drugem delu projekta se bodo izvajala in vitro testiranja na normalnih in rakavih celicah, da se oceni citotoksičnost in akumulacija vsake posamezne komponente in ICG/siRNA-MRKC. koncu bo ocenjena učinkovitost utišanja genov s siRNA. Na osnovi obsežnih poskusov in vitro, bodo zasnovan končni ICG/siRNA-MRKC nosilebo uporabljen za in vivo testiranje. Določili bomo bioporazdelitev in farmakokinetiko intravenozno injiciranih teranostičnih nanostruktur, ter njihpotencial za gensko terapijo. Podobna testiranja so že bila izvedena s sintetičnimi liposomi, vendar je predlagan nanosistem z biomimetičnimMRKC popolna novost in predstavlja velik korak naprej na tem novo razvijajočem se področju biomimetične nanomedicine. Poleg tega bomo uporabili še fototermično terapijo kot dodatek genski terapiji za izboljšanje izida zdravljenja.
ANG
This proposal addresses new concepts in cancer treatment and diagnostics based on a multi-functional biomimetic nanosystem made of bo own cells as drug carriers. Disguised with cell membranes, the nanoparticles or other active components can act as autogenous cells and thu ensure the inherent biocompatibility and increase the circulation time. Therefore, we propose to use erythrocyte membrane, namely erythrocy membrane vesicles (EMVs), as a drug delivery system. The proposed biomimetic system will enable gene therapy of tumour metastases by delivering siRNA for gene silencing and photothermal therapy. To realize this, the EMVs will be encapsulated with: 1. siRNA for gene silencing cancer therapy and 2. indocyanine green (ICG) that enables both photothermal treatment and fluorescent imaging.
As tumors depend on angiogenesis, targeting endoglin, an endothelial cell marker, has potential in the treatment of solid tumours, as well as metastasis in both breast and colon cancers. Our membrane-based carriers will be evaluated in terms of biodistribution and gene delivery eff The project is organized sequentially towards the final goal – the development of a preclinical proof-of-concept-efficient theranostic system. I first part of the project, the focus will be on the synthesis and ex vitro evaluation of the performance of each active component separately bef constructing the final hybrid system. The special task will be dedicated to the characterization of membrane-carriers in terms of membrane composition and compared to the membrane composition of original cells, which is crucial to ensure non-immunogenicity and long circulation of EMVs. In the second part of the project, in vitro testing on normal and cancerous cells will be performed to evaluate the cytotoxicity and the cellular uptake of each individual component and EMVs containing siRNA and ICG. Finally, siRNA gene silencing efficiency will be evaluated. B on the extensive in vitro experiments, the final ICG/siRNA-EMVs will be designed and used for the subsequent in vivo testing. Biodistribution a pharmacokinetics of intravenously injected nanocarriers and their potential for gene silencing will be determined. Similar reports can be found synthetic liposomes, but the as-proposed nanosystem with a biomimetic EMVs is a complete novelty and represents a huge step forward in th newly evolving field of biomimetic theranostic nanomedicine. Moreover, photothermal treatment will be used as adjuvant to gene therapy to im the outcome of the treatment.
Osnovni podatki sofinanciranja so dostopni na spletni strani SICRIS.
Faze projekta in opis njihove realizacije
WP1: Synthesis and characterization EMVs WP2: Proteomics on erythrocytes and EMVs WP3: Preparation of ICG/siRNA-EMVs WP4: In vitro experiments WP5: In vivo experiments