Proiectul NANOCEL

Proiectul NANOCEL

Evaluarea in vitro și in vivo a mecanismelor de moarte celulara indusă de nanoparticulele magnetice în interacțiunea cu celulele tumorale  

Perioada de desfășurare: 2016 – 2017

Nr. proiect: PIII-C4-PCFI-2016/2017-03

Acronim: NANOCEL

Finanțare: 135.000 RON

Coordonator: Universitatea de Medicină și Farmacie ”Victor Babeș” din Timișoara

Director proiect: Prof. Dr. Virgil Păunescu

 

Obiective generale: (1) identificarea mecanismelor de moarte celulară în prezența nanoparticulelor de Fe3O4; (2) evaluarea influenței acestor nanoparticule în formarea și dezvoltarea tumorilor.

Obiective specifice: (1) Caracterizarea morfologică, fenotipică, genotipică și funcțională in vitro a tumorilor solide în prezența nanoparticulelor de magnetită (Fe3O4); (2) Evaluarea mecanismelor de moarte celulară indusă de nanoparticule; (3) Identificarea in vitro a markerilor caracteristici rezultați din interacțiunea celulelor tumorale expuse la nanoparticule cu micromediul tumoral; (4) Evaluarea in vivo a capacități celulelor tumorale expuse la nanoparticule de a forma și dezvolta tumori

Rezumatul proiectului:

În timpul procesului de tumorigeneză, celulele tumorale proliferează necontrolat, eludând mecanismele reglatoare ale morții celulare. Au fost descrise mai multe tipuri de moarte celulară: apoptoza (tip I), moarte celulară asociată autofagiei (tip II), necroza (tip III), catastrofa mitotică, mecanisme dependente de ancorare – anoikis, excitotoxicitatea, degenerescența Walleriană, cornificarea pielii. Acest proiect propune investigarea unui posibil nou mecanism de inducere a morții celulare tumorale in vitro și in vivo – enucleerea. Se va testa influența nanoparticulelor de Fe3O4 în suspensii coloidale asupra liniilor celulare tumorale umane. Particulele magnetice (MNPs) vor fi sintetizate prin combustie și acoperite cu dublu strat de acid oleic, interacționând cu celulele tumorale. Studiile in vitro vor fi focusate pe modificările morfologice și ultrastructurale, studii funcționale, markeri imunofenotipici și expresia genică induse la nivelul celulelor tumorale și nucleilor rezultați, folosind o metodologie modernă. Prin modelele in vivo va fi detectată abilitatea celulelor tumorale tratate cu nanoparticule magnetice de a forma tumori la șoareci imunodeficienți, urmată de caracterizarea tumorilor generate și a metastazelor asociate. Acest proiect va aduce dovezi referitoare la enucleere ca mecanism potențial al morții celulare tumorale, generând noi direcții în cercetarea biologiei tumorale și dezvoltarea de agenți terapeutici capabili să exploateze acest comportament.

 Rezultate:

  • Metoda de evidențiere a efectului MNP asupra celulelor normale și tumorale prin SEM (Fig. 1)
  • Metoda de evidențiere a efectului MNP asupra celulelor normale și tumorale prin TEM (Fig. 2 și Fig. 3)
  • Metoda flowcitometrică pentru analiza modificărilor induse de MNP la nivel celular (Fig. 4)
  • Metoda imunocitochimică pentru evidențierea morfologică și imunofenotipică a modificărilor induse de MNP la nivel celular (Fig. 5)
  • Protocoale de izolare a PBMC;
  • Protocoale pentru sisteme de cocultivare a celulelor tumorale-micromediu tumoral;
  • Panel de markeri caracteristici ai celulelor tumorale tratate cu MNPs după interacțiunea cu celule imune;
  • Protocoale pentru marcarea GFP a celulelor tumorale;
  • Protocoale pentru formarea de tumori la șoarecii imunosupresați (Fig. 6);


Articole in extenso:

  1. Oprean C, Ivan A, Bojin F, Cristea M, Soica C, Drăghia L, Caunii A, Paunescu V & Tatu C. Selective in vitro anti-melanoma activity of ursolic and oleanolic acids. Toxicol Mech Methods. 2018 Feb;28(2):148-156. doi: 10.1080/15376516.2017.1373881 (IF = 1.994, Nanocel)
  2. Danciu C, Bojin F, Pinzaru I, Dehelean C, Ambrus R, Popescu A, Păunescu V, Hancianu M, Minda D and Şoica C. Rutin and Its Cyclodextrin Inclusion Complexes: Physico-chemical Evaluation and in vitro Activity on B164A5 Murine Melanoma Cell Line. Current Pharmaceutical Biotechnology, 2017, 18; (IF = 1.819, Nanocel)
  3. Oprean C, Mioc M, Csányi E, Ambrus R, Bojin F, Tatu C, Cristea M, Ivan A, Danciu C, Dehelean C, Paunescu V, Soica C. Improvement of ursolic and oleanolic acids’ antitumor activity by complexation with hydrophilic cyclodextrins. Biomed Pharmacother. 2016;83:1095-1104. (IF = 2.023; Nanocel)
  4. Oprean C, Zambori C, Borcan F, Soica C, Zupko I, Minorics R, Bojin F, Ambrus R, Muntean D, Danciu C, Pinzaru IA, Dehelean C, Paunescu V, Tanasie G. Anti-proliferative and antibacterial in vitro evaluation of the polyurethane nanostructures incorporating pentacyclic triterpenes. Pharm Biol. 2016;54(11):2714-2722. (IF = 1.241; Nanocel)
  5. Tatu C, Panaitescu C, Marusciac L, Sisu AM, Cristea M, Puscasiu DA, Tanasie G. Adhesion and Secretory Profile of Mesenchymal Stem Cells Upon Contact with Some Biomaterials. REV.CHIM.(Bucharest), 2017; 68 (9): 2079-20182. (IF = 1.412; Nanocel)
Fig. 1. Imaginile SEM corespunzătoare celulelor mezenchimale (MSC) şi tumorale (SK-BR-3), înainte şi după tratamentul cu suspensiile coloidale magnetice: A – celule mezenchimale (MSC) netratate cu suspensii coloidale magnetice (control); B – celule mezenchimale tratate cu suspensie coloidală 1F; C – celule mezenchimale tratate cu suspensie coloidală 2F; D – celule tumorale SK-BR-3 netratate cu suspensii coloidale magnetice (control); E – celule tumorale tratate cu suspensia coloidală 1F; F – celule tumorale tratate cu suspensia coloidală 2F.
Fig.2. Imaginile TEM corespunzătoare celulelor netratate cu suspensii coloidale magnetice: A – celule mezenchimale aderente, cultivate pe inserturi celulare; B – celule mezenchimale (MSC) în suspensie; C – celule tumorale (SK-BR-3) aderente, cultivate pe inserturi celulare; D – celule tumorale în suspensie.
Fig.3. Imaginile TEM corespunzătoare celulelor tumorale SK-BR-3, în urma tratării cu suspensii coloidale magnetice; A şi B – celule tumorale tratate cu suspensia coloidală 2F (Fe3O4 → precipitare); C şi D – celule tumorale tratate cu suspensia coloidală 1F (Fe3O4 → combustie).
Fig. 4. Analiza flowcitometrică a celulelor mezenchimale (MSC) înainte şi după tratarea cu suspensii coloidale magnetice: A, B şi C – celule mezenchimale netratate (control); D, E şi F – celule mezenchimale tratate cu suspensia coloidală 2F; G, H şi I – celule mezenchimale tratate cu suspensia coloidală 1F.
Fig.5. Analiza imunocitochimică a celulelor mezenchimale (MSC), respectiv tumorale (SK-BR-3) marcate cu proteină citoscheletică Vimentin, respectiv cu oncoproteină Her2; A – celule mezenchimale netratate (control); B – celule mezenchimale tratate cu suspensia coloidală 1F; C – celule mezenchimale tratate cu suspensia coloidală 2F; D – celule tumorale netratate (control); E – celule tumorale tratate cu suspensia coloidală 1F; F – celule tumorale tratate cu suspensia coloidală 2F.
Fig.6. Dezvoltarea tumorală în model animal de șoarece imunosupresat CD1 Nu/Nu

Contact

Spitalul Clinic Județean de Urgență “Pius Brînzeu”
bd. Liviu Rebreanu, nr. 156
300723 Timișoara, Romania
info@oncogen.ro

© OncoGen Research Centre. 2019-2020. Toate drepturile rezervate. Website de Ecuson Studio