Koktajle peptydowe dla medycyny regeneracyjnej

Peptydy w medycynie regeneracyjnej to obecnie jeden z najdynamiczniej rozwijających się obszarów biomedycyny. Są to krótkie łańcuchy aminokwasów (zazwyczaj od 2 do 50), które pełnią funkcję cząsteczek sygnałowych. W przeciwieństwie do leków chemicznych, peptydy naśladują naturalne procesy zachodzące w organizmie, "instruując" komórki, jak mają się naprawiać. Peptydy regeneracyjne działają wielotorowo, wpływając na kluczowe etapy gojenia: Angiogeneza: Stymulują tworzenie nowych naczyń krwionośnych, co zapewnia dopływ tlenu i składników odżywczych do uszkodzonego miejsca. Stymulacja fibroblastów: Pobudzają komórki do produkcji kolagenu, elastyny i kwasu hialuronowego. Modulacja stanu zapalnego: Przyspieszają przejście z fazy zapalnej do fazy naprawczej, co zapobiega powstawaniu blizn (zwłóknień). Migracja komórek: Przyciągają komórki macierzyste i progenitorowe do miejsca urazu.

Celem projektu jest znalezienie zestawu peptydów (fragmentów białek), które są zaangażowane w procesy regeneracji. Planowane jest otrzymanie koktajlu peptydowego, którego funkcja będzie taka sama jak zbioru białek kluczowych dla procesu regeneracji. Kluczowe białka obejmują: białka strukturalne, składniki macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM), które tworzą środowisko, w którym komórki mogą żyć i się namnażać: Kolagen (Typu I, II, III), najważniejsze białko strukturalne służy do regeneracji skóry, kości i rogówki .Elastyna: odpowiada za sprężystość tkanek. Flebina i Fibrynogen: kluczowe w procesie tworzenia "rusztowań" wewnątrz rany (skrzepu), które stymulują migrację komórek naprawczych. Czynniki Wzrostu: VEGF (czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego, kluczowy dla angiogenezy (tworzenia naczyń), niezbędny w leczeniu niedokrwienia tkanek; TGF-β, (transformujący czynnik wzrostu beta) (kontroluje różnicowanie komórek i produkcję kolagenu; kluczowy w gojeniu ran i regeneracji chrząstki); EGF (naskórkowy czynnik wzrostu) (przyspiesza odnowę nabłonka, stosowany w leczeniu oparzeń i owrzodzeń); FGF (czynnik wzrostu fibroblastów) (pobudza naprawę tkanek miękkich oraz regenerację układu nerwowego).

Uzyskanie właściwego składu koktajlu peptydowego (fragmenty kluczowych białek) powinno stanowić podstawę do opracowania nowej metody terapeutycznej dla medycyny regeneracyjnej. Opracowane rozwiązanie może znaleźć zastosowanie jako nowa metoda stosowana w medycynie regeneracyjnej. Finalnymi odbiorcami są firmy farmaceutyczne. Poszukiwanie nowych związków użytecznych w medycynie regeneracyjnej jest kluczowe z uwagi na ilość osób wymagającej wykorzystania nowych rozwiązań medycyny regeneracyjnej. Główne obszary wykorzystania rozwiązań medycyny regeneracyjnej to: onkologia (ok. 35%), układ mięśniowo-szkieletowy (ok. 20%), dermatologia (ok. 15%), kardiologia (ok. 10%).

Projekt ma charakter interdyscyplinarny i obejmuje swoim zakresem syntezę (synteza fragmentów białek zaangażowanych w procesy regeneracji) i analizę chemiczną (właściwości fizyko-chemicznych uzyskanych związków, w tym zdolność do tworzenia stabilnych struktur drugorzędowych) oraz rozwiązywanie prostych problemów inżynierskich (projekt układu do termostatowania peptydów w warunkach mimikujących warunki fizjologiczne). Badania prowadzone będą wspólnie w Instytucie Chemii Organicznej PŁ oraz na Wydziale Biologii Uniwersytetu Łódzkiego (badania biologiczne).

Zakres badań obejmuje syntezę fragmentów białek kluczowych dla procesu regeneracji (synteza na fazie stałej) oraz sprawdzenie ich trwałości w warunkach zbliżonych do fizjologicznych (badania LC-MS, CD) próbek inkubowanych w buforach o pH zbliżonych do fizjologicznych. Kolejny etap badań będzie polegał na sprawdzeniu trwałości peptydów w surowicy krwi ludzkiej (ocena odporności na degradację enzymatyczną oraz zdolności wiązania do białek np. HSA). Kluczowe będzie również sprawdzenie braku efektu cytotoksycznego uzyskanych peptydów oraz sprawdzenie ich użyteczności pod katem procesów regeneracji. Student zapozna się z metodami syntezy peptydów, syntezy związków naturalnych, ich analizy metodą spektrometrii mas oraz technikami badania podatności stabilności peptydów (zarówno struktury pierwszorzędowej jak i drugorzędowej).