Transcript MTA Kellermayer Miklós előadás
Semmelweis Kutatóegyetem
Technológia Modul
Megnyitó
2010. november 19.
TECHNOLÓGIA MODUL
Bioanyagok – nanotechnológiától a mesterséges szövetekig Résztvevők:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
SE Nanokémiai Központ SE Nanomedicina Oktatási és Kutatási Központ SE Gyógyszerkutatási és Gyógyszerbiztonsági Centrum SE Orális Radiológiai Részleg SE Molekuláris Orális Biológiai Kutatócsoport (MOLOR) a. SE FOK Orálbiológia, Mágneses Jelenségek Kutatócsoport SE TF Egészségtudományi és Sportorvosi Tanszék/Szentágothai János Tudásközpont
1. NANOKÉMIAI KÖZPONT BIOANYAGOK ÉS BIOMIMETIKUS ANYAGOK KUTATÁSI ÉS OKTATÁSI KÖZPONT Bioanyagok
: az (szintetikus) anyagok élővilágot alkotó, az élő szervezetek által előállított, vagy befogadott Polimérbe zárt hatóanyag Hatóanyag molekulák Lokális kontrakció Változatos alakú és méretű (nm cm), biodegradábilis polimer pH változással vezérelhető hatóanyagleadás Mesterséges izom
Célok:
1.Biokompatibilis
és/vagy biodegradábilis tulajdonságokkal rendelkező polimer implantátumok 2.Nano
mérettertományba eső „tissue engineering”-hez használható mátrixok 3.
Szabályozott- és célba juttatott hatóanyag-leadáshoz használható hordozók 4.
Molekuláris felismerésre (molecularly imprinting) alkalmas biomimetikus receptorokat tartalmazó polimergélek 5.
Tervezhetően lebomló biodegradábilis polimerek 6.
Önszerveződő (self assembly) strukturák 7.
Mesterséges izmok kifejlesztése.
2. NANOMEDICINA OKTATÁSI ÉS KUTATÁSI KÖZPONT HARMADIK GENERÁCIÓS LIPOSZÓMÁK FEJLESZTÉSE Célkitűzés:
intelligens liposzómák fejesztése • • •
Liposzómák:
a célzott terápia eszközei Fejlesztésnél gyorsabb elfogadás – jóval kevesebb fejlesztési költség (30 év helyett 8 év) Csak a tumor területére kerül citosztatikum (lásd ábra), ezért nem lesznek mellékhatások (hányás, hasmenés, hajkihullás stb.) 30% kal kisebb a gyógyítási költség a mellékhatások csökkenése miatt PEG védőréteg Ellenanyag Liposzómák EM felvételen Kristályos vegyület a vizes fázisban Lipid oldékony vegyület Lipid kettős réteg Liposzóma funkcionalizálás Szabad és liposzómába zárt gyógyszer eloszlásának összehasonlítása
2. NANOMEDICINA OKTATÁSI ÉS KUTATÁSI KÖZPONT HARMADIK GENERÁCIÓS LIPOSZÓMÁK FEJLESZTÉSE Harmadik generációs liposzómák:
sejten belüli célbajuttatást tesznek lehetővé Internalizáció: raftok, caveolák degítségével Ellenanyagok, fehérjék Sejten belüli célzás (pl. mitokondiumok) + siRNA A multidrog transzportereket kikerüli, (nagy hatékonyság) Neurodegeneratív betegségek korrekciója ?
3. GYÓGYSZERKUTATÁSI ÉS GYÓGYSZERBIZTONSÁGI CENTRUM Betegség-orientált kutatás-technológiai platform VAP-1/SSAO inhibitor gyógyszerkészítmények kutatására és fejlesztésére Háttér:
1.
Gyulladásos betegségekben (diabetes, arteriosclerosis) szemikarbazid szenzitív amin-oxidáz 2.
(SSAO) aktivit ás fokozódik.
Vaszkuláris adhéziós fehérje1 (VAP-1) és SSAO azonosak, inhibitoraik gyulladáscsökkentő 3.
hatást fejtenek ki állatkísérletekben.
Bizonyos daganatos betegségekben az SSAO szint emelkedik.
SSAO enzim funkció:
primer aminok oxidatív dezaminálása: SSAO CH 3 NH 2 + O 2 + H 2 O HCHO + H 2 O 2 + NH 3 CH 3 COCH 2 NH 2 + O 2 + H 2 O SSAO CH 3 COCHO + H 2 O 2 + NH 3
Célok:
1.
2.
SSAO mint célfehérje és/vagy biomarker analízise szövetmintákban SSAO inhibitorok mint lehetséges terápiás szerek fejlesztése 3.
Platform SSAO aktivitás mérésére, inhibitorok vizsgálatára és új vegyületek fejlesztésére.
4. ORÁLIS RADIOLÓGIA RÉSZLEG SE FOK ANYAGTUDOMÁNYI KUTATÓ KÖZPONT Cél
: interdiszciplináris tudásalapú fogászati anyagtudomány és kísérleti fejlesztés
Anyag
: fogászatban használatos üveg-ionomer cementek tulajdonságainak meghatározása atomi szinttől a klinikai alkalmazásig, illetve továbbfejlesztése
Módszerek
: •elektronszerkezet mechanikai tulajdonságok közti kapcsolat meghatározása •szimuláción alapuló számítógépes molekula tervezés •nano- mikro- és makrofunkcionalitás •(nanoindentálás, nanoCT, microCT, SEM, EDX, •fraktográfia, mechanikai és biokompatibilitás tesztek)
Szempontok
: •fenntartható fejlődés •szimulációra épülő anyagtervezés •nanotechnológia •biokompatibilitás •szellemi potenciál fejlesztés •nemzetközi kutatási hálózat nanoszerkezetű fehér tömőanyag
5. MOLEKULÁRIS ORÁLIS BIOLÓGIAI KUTATÓCSOPORT (MOLOR) Célkitűzés:
őssejt alapú, nanostrukturákra épülő szöveti regenerációs technológiák fejlesztése
Háttér:
A regeneratív fogászat triádja - őssejtek, nanoegységekből felépülő szerkezeti elemek és bioaktív szignálok
Nanoszerkezet
Kollagén, fibronektin, fibrin, proteoglikán Habok és rostok Gélek és membránok Nanostruktúrák
Sejtek
Felnőtt, embrionális csontvelői foggyökérhártya őssejt, fogbél őssejt
Regeneráció
Alveoláris csont Periodontális ligamentum Cement, Dentin, Pulpa, Zománc TGFß / BMP, FGF, WNT, Hedgehog, VEGF
Szignálok
5. MOLEKULÁRIS ORÁLIS BIOLÓGIAI KUTATÓCSOPORT (MOLOR) Metodika:
Foggyökérhártya alapú őssejtekre épülő szöveti regenerációs technológiák fejlesztése Őssejtek kinyerése Őssejtek tenyésztése A fogbél eredetű őssejtek neurogén irányba is differenciálódhatnak!
Differenciáltatás epitheliális mesenchymális komplexummá nanoszerkezeti elemekkel
RÉSZLEGES VAGY TELJES FOG-REGENERÁCIÓ
Hideglézió Gazdaállat Beültetés Nap Neurológiai tesztek
IDEGRENDSZERI REGENERÁCIÓ
Feldolgozás
5.a SE FOK ORÁLBIOLÓGIA – MÁGNESES JELENSÉGEK KUTATÓCSOPORT Mágneses nanopartikulumokkal történő receptor-ligand kötés mérés Célkitűzés:
Epi dermális növekedési faktor (EGF), és más tirozinkináz valamint G-fehérjéhez kötött receptorok kötés-erősségének, valamint a receptor interakciók vizsgálata.
Mágneses tér
Nagy finomsággal szabályozott mágneses erőtér a „ligand-kötések” felszakításához Különböző méretű mágneses nano-partikulumok (3-4 μm-ig), kovalensen kötött ligandokkal
Antigén Antitest
Kovalens kötés funkcionalizált tárgylemez felszinhez, vagy pl.
plazmamembránhoz
Fejlesztés:
Mikroszkóp objektívje körül kialakított mágnesgyűrű a finoman szabályozott mágneses tér kialakításához, valamint megfelelő érzékenységű magnetométer a tárgylemez síkjában létrehozott erőtér méréséhez.
6. TF EGÉSZSÉGTUDOMÁNYI ÉS SPORTORVOSI TANSZÉK SZENTÁGOTHAI JÁNOS TUDÁSKÖZPONT Cél:
Komplex, integrált technológiák kidolgozása és alkalmazása csúcsteljesítményű sportolók élettani, kórélettani monitorozására
Probléma:
Sport csúcsteljsítmények közben rendkívüli élettani hatások.
Perctérfogat 5 l/min – 28 l/min Szívfrekvencia 42 – 215 Stroke volume 70 – 210 ml/ütés
Metodikák:
1. Spyroergometria, 2. Proteomika, 3. Genomika
1. Spyroergometria:
Terheléses labor és pályamódszerek fejlesztése Fekvő kerékpár – stressz echokardiográfia, evező pad, kajak-kenu pad, Parasportolók Komplex terheléses labor Parasportolók monitorozása Pályamódszer Saját fejlesztésű keringésmonitorozó telemetriás egység
6. TF EGÉSZSÉGTUDOMÁNYI ÉS SPORTORVOSI TANSZÉK SZENTÁGOTHAI JÁNOS TUDÁSKÖZPONT 2. Proteomika:
Tömegspektrométer alapú analitika sportolói csúcsterhelés során
Stressz faktorok, aritmogén anyagok:
Adrenalin, Noradrenalin, Dopamin , Angiotenzinogen, Endothelin, Cortisol
3. Genomika:
géntérkép ajalízise csúcsteljesítményű sportolókban
Fizikális teljesítmény és génvariánsok összefüggése
• ACE • ACTN3 R577X • IGF2 • VDR • BDKRB2 • ADRB2 R16G, Q27E • PPARG Pro12Ala • PGC1A Gly482Ser • PGC1B Ala203Pro • GR ER 22/23 EK • Myostatin
Génchip fejlesztése
64 gén: sport teljesítmény 12 hirtelen szívhalál 42 metabolikus jellemzők 10