Начало / Университетът / Факултети / Факултет по химия и фармация / Структура / Катедри / Физикохимия / Лаборатория по квантова и изчислителна химия / Лекарствени вектори-бионосители: Ефективност чрез разбиране

   

Участници в проекта

Публикации

Представяне на резултати

Отворена краткосрочна позиция за пост-докторант

 

Резюме на проекта

Един от най-сериозните недостатъци на съвременните лекарства по принцип и в частност на химиотерапевтиците, които се използват за третиране на ракови заболявания, е, че се усвояват по неспецифичен начин в организма. Това води до проявата на редица нежелани странични ефекти, някои от които със сериозни дълготрайни последици за здравето на пациентите. Възможността за по-целенасочена доставка на терапевтиците до клетките на болните тъкани би повлияла значимо качеството на лечението, което е в съгласие със съвременните тенденции в медицината [M. Gooding, L. P. Browne, F. M. Quinteiro, D. L. Selwood, Chem. Biol. Drug Des. 80 (2012) 787-809]. Затова изучаването на такива възможности е в основата на настоящия проект.

1

В днешно време активно се работи по създаване на системи и методи за по-специфична доставка на медикаментите до целевите места в организма, като често се използват лекарство-доставящи системи. Едно от направленията за по-ефективен транспорт е т. нар. активно насочване на лекарство-преносните агенти. В основата на този подход стои включването на лиганди-вектори, които се разпознават in vivo от различни рецептори разположени по повърхността на болните клетки [Y. Zhong, F. Meng, Ch. Deng, Zh. Zhong, Biomacromolecules 15 (2014) 1955-1969]. За мембраните на раковите клетки е характерно, че съдържат по-големи количества от някои рецептори [Parker, N.; Turk, M. J.; Westrick, E.; Lewis, J. D.; Low, P. S.; Leamon, C. P. Anal Biochem 2005, 338(2), 284–293], като това ги превръща в подходяща цел за активно насочените транспортери. Не съществува обаче единност в мненията кой от тях е най-подходящ за специфична трансдукция на активните съставки и са необходими проучвания в тази насока.

2

От друга страна е нужен и подбор на подходящи насочващи молекули. Въпреки че като вектори са изпробвани множество химични и биохимични съединения все още има редица неясни аспекти свързани с причините за проявяваната специфичност на дадено насочващо вещество. Необходимо е фундаментално изучаване на проблема и разбиране на факторите определящи действието на рецептора и лигандите.

Основните цели на проекта са свързани с изясняване на част от тези въпроси на молекулно ниво, като са планирани за изпълнение следните задачи: (i) да се подбере подходящ рецептор; (ii) да се изследват серия от молекули-вектори, които се свързват с него и са експериментално достъпни; те да се включат като част от система-носител на химиотерапевтик и да се откроят най-подходящите вектори чрез рационален дизайн; (iii) да се изучи механизмът на насочване на тези (био)молекули към моделни клетъчни мембрани, които да наподобяват повърхността на ракови клетки, и на разпознаване от рецепторите в тях.

Отговори на тези въпроси ще бъдат потърсени с методите на молекулното моделиране, като основен инструмент за работа в рамките на проекта е молекулната динамика (МД). Ще бъдат проведени МД симулации на моделни системи включващи молекули-вектори и моделни клетъчни мембрани с вграден рецептор във физиологични условия.

3

Ще се изследват динамиката на процеса на насочване, както и типът на взаимодействията определящи спецификата на разпознаване между векторите и мембраните. За описание на енергетиката в моделните системи ще се извършват и квантово-механични пресмятания на определени активни части от моделните системи.