Synteza, badania fizykochemiczne i biologiczne wielkocząsteczkowych nośników peptydów antydrobnoustrojowych.

Jednym z głównych problemów współczesnej medycyny jest narastające zjawisko oporności mikroorganizmów będące wynikiem niekontrolowanego stosowania antybiotykoterapii Corocznie w krajach Unii Europejskiej umiera z powodu iniekcji wywołanych bakteriami opornymi na antybiotyki ok. 25 000 osób. Celem projektu są badania nad syntezą, właściwościami fizykochemicznymi i biologicznymi wielkocząsteczkowych nośników peptydów przeciwdrobnoustrojowych. Określony zostanie wpływ topologii matryc polimerowych, zawartości i dystrybucji AMPs związanych z matrycą na efektywność układów polimer-peptyd. Ponadto określona zostanie kinetyka uwalniania substancji aktywniej z matryc polimerowych oraz skuteczność działania nowych układów w testach mikrobiologicznych. Matryce polimerowe będą otrzymywane w wyniku polimeryzacji z otwarciem pierścienia cyklicznych monomerów (ROP) wobec wybranych biokalalizalorów (lipaz). Otwarcie pierścienia omija etap generowania grup odchodzących, który może ograniczać szybkość propagacji i ciężar cząsteczkowy produktu. Zastosowanie enzymów w procesie polimeryzacji pozwoli uniknąć toksycznych pozostałości po klasycznych katalizatorach metaloorganicznych. Synteza matryc polimerowych będzie prowadzona w rozpuszczalnikach organicznych. Jak pokazują wyniki badań eksperymentalnych, pozwala to na wyższą niż w środowisku wodnym enancjoseleklywność oraz termostabilność lipaz. Jako medium reakcyjne ze względu na niską prężność par, wysoką stabilność termiczną i chemiczną, zostaną wytypowane ciecze jonowe (ILs). Lipazy w środowisku cieczy jonowych (o określonej strukturze) wykazują wyższą niż tradycyjnych rozpuszczalnikach organicznych aktywność i selektywność. Po zakończonym procesie produkty reakcji będzie można w łatwy sposób odseparować np. poprzez ekstrakcję. Synteza nośników będzie prowadzona w reaktorze klasycznym i mikrofalowym. Stosowanie promieniowania mikrofalowego ma wiele zalet: jest to proces przyjazny środowisku, ponieważ pozwala znacznie przyspieszyć czas trwania reakcji, zachowując przy tym kontrolę nad jej przebiegiem. Do przygotowanych matryc polimerowych będą przyłączane peptydy m.in. na drodze estryfikacji grup funkcyjnych peptydów i otrzymanych polimerów oraz na drodze poliaddycji przy użyciu alifatycznych i cykloalifatycznych diizocyjanianów. W projekcie zostaną zastosowane komercyjnie dostępne peptydy oraz nowe, syntetyczne analogi peptydów, m.in. eitropina 1.l. protegryna 1, teporyna A. amiganan MDI 226, pexiganan MSI 78 syntetyzowane przy współpracy (jak w dotychczasowych badaniach) z Gdańskim Uniwersytetem Medycznym. Peptydy będą syntetyzowane metodą Fmoc w reaktorze mikrofalowym na nośniku polistyrenowym (żywica polistyrenowa modyfikowana linkerem Rink-amidowym) Struktura otrzymanych, wielkocząteczkowych koniugatów peptydów antydrobnoustrojowych, będzie określana za pomocą szeregu metod instrumentalnych: 1H i 13C, CP/MAS, UV-Vis, ET1R, GPC, SEM a właściwości termiczne za pomocą DSC-TG. W zależności od struktury koniugatu i zawartości substancji aktywnej określona zostanie zdolność i szybkość degradacji hydrolitycznej w roztworach buforowych oraz biodegradacja w obecności hydrolaz. Skuteczność wytworzonych, nowych układów nośnik-AMP będzie badana w testach mikrobiologicznych. Biozgodność, cytotoksyczność i genotoksyczność będzie weryfikowana w warunkach in vitro za pomocą szybkich testów diagnostycznych. W projekcie zostanie zweryfikowana skuteczność i możliwość zastosowania wytworzonych matryc jako nośników peptydów przeciwdrobnoustrojowych. Zostanie wykazana zależność pomiędzy strukturą otrzymanych biomateriałów' a kinetyką uwalniania substancji aktywnej. W dalszej perspektywie rezultaty projektu mogą przyczynić się do rozwoju badań o charakterze aplikacyjnym w walec z lekoopornością mikroorganizmów' Projekt jest interdyscyplinarny i rezultaty otrzymane po jego zakończeniu mogą wnieść znaczący udział w rozwój chemii medycznej, chemii farmaceutycznej, chemii biomateriałów i farmacji.