КП06-Н23/8/18.12.18
„ Иновативни фотодинамични методи за въздействие върху стволови клетки, култивирани от глиобластомни тумори “

Финансиран от ФНИ-МОН

   

Базова организация:

Медицински Университет – София, Медицински Факултет-

УМБАЛ «Св. Иван Рилски»

Партньорски организации:

Институт по Електроника, Българска Академия на Науките Институт по Органична Химия с Център по Фитохимия, Българска Академия на Науките

   

   

   

   

   

   

Научен колектив

Красимир Минкин, доц. дм, д-р, УМБАЛ «Св. Иван Рилски», МУ-София- Ръководител на колектива

Доброслав Кюркчиев, професор, дм, д.м.н., УМБАЛ «Св. Иван Рилски»

Калина Тумангелова-Юзеир, биолог, дм, УМБАЛ «Св. Иван Рилски»

Емануил Найденов, д-р, УМБАЛ «Св. Иван Рилски»

Калоян Габровски, д-р, УМБАЛ «Св. Иван Рилски»

Георги Василев, д-р, редовен докторант, МУ-София

Екатерина Куртева, д-р, редовен докторант, МУ-София

Петър Каразапрянов, студент, МУ-София

Васил Каракостов, доц., д-р, дм, УМБАЛ "Св. Ив. Рилски", Клиника по неврохирургия, МУ София

Екатерина Борисова, доц. д-р по физика, ИЕ-БАН

Александър Гизбрехт, доц. д-р, ИЕ-БАН

Цанислава Генова, редовен докторант, ИЕ-БАН

Деян Иванов, редовен докторант, ИЕ-БАН

Виктория Мирчева, студент -бакалавър „Медицинска физика”

Оксана Семячкина-Глушковская, проф. д.б.н., Саратовски Държавен Университет, Русия – външен експерт

Иван Ангелов, доц. д-р, ИОХЦФ-БАН

Ваня Мантарева, доц. д-р, ИОХЦФ-БАН

Мелиха Алиосман, асистент, химик, ИОХЦФ-БАН

Ивелина Енева, асистент, докторант на самостоятелна подготовка, ИОХЦФ- БАН

Анотация на проекта:

Глиобластомът е най-честият, но и най-злокачествен мозъчен тумор. Средната преживяемост при пациенти с новодиагностициран глиобластом въпреки прилагането на агресивна хирургия, лъчетерапия и химиотерапия е само 14 месеца. Глиобластомът за разлика от други злокачествени тумори рядко дава метастази извън мозъка и основната причина за смърт е локалната интракраниална прогресия. Тези факти налагат търсенето на нови методи за лечението на глиобластом. Фотодинамичната терапия е доказала своята ефективност при лечение на неоплазии като механизмът на действие се основава на формирането на синглетен кислород в резултат на въздействието на светлина с определена дължина на вълната върху фотосенсибилизатор натрупал се избирателно в туморните клетки. От друга страна, 5-ALA води до селективно натрупване на протопорфирин IX в глиобластомни клетки поради нарушения им метаболизъм на хем и се използва ефективно за интраоперативно флуоресцентно оцветяване на туморната формация и разграничаването и от нормалния мозъчен паренхим. Протопорфирин IX притежава и фотосенсибилизиращи свойства, което го прави подходящ за провеждане на фотодинамична терапия.

Цел на настоящия проект е изследване на фотодинамичните свойства на протопорфирин IX и други фотосенсибилизатори върху клетъчни култури на стволови клетки, изолирани от глиобластом.

Мезенхимни стволови клетки изолирани и култивирани от Glioblastoma multiforme.

   

Планира се да бъдат изследвани множество променливи като хистохимични и генетични варианти на глиобластом, различни фотосенсибилизатори и параметри на облъчаващата светлината. Резултатите от този “in vitro” проект се надяваме да послужат за основа на следващ “in vivo” проект върху животински модели на глиобластом, при които облъчването да се провежда с интракраниални светлинни източници за последващ трансфер на получените протоколи на фотодинамично третиране на глиобластоми за целите на хуманната медицина.

   

Флуоресцентни спектри на миши мозък при контролна (нефотосенсибилизирана) и експериментална (фотосенсибилизирана с 5-АЛА/ПпIX) групи преди и след лазерно облъчване на 635 nm

   

Очаквани резултати:

Настоящият проект е разработен след задълбочен анализ на идеите ни за развитие и подобряване на методиките за третиране на глиобластом, с генерална цел подобряване на ефективността на терапията, удължаване на времето на живот и подобряване на качеството на живот на пациентите, страдащи от това заболяване. Необходимо е на първи етап от разработката на тази глобална задача да се анализират и определят оптималните режими на въздействие, да се определят иникаторите и причините за различната чувствителност при третиране, която се забелява при различните пациенти и да се получи максимално ефективен протокол за фотодинамично въздействие върху третираните клетки. Проектните идеи и задачи се базират както на наши предходни изследвания и анализ на съществуващите ограничения на по-рано разработени системи и концепции, така и на анализ и знания за състоянието и текущото ниво на изследванията в областта на флуоресцентно-водената резекция на GBM и фотодинамичната терапия на този тип тумори, както и на изследваните моделни клетъчни системи, имитиращи туморното образувание.
С реализацията на проекта ще бъдат постигнати следните конкретни резултати:
- Разработване на протокол за получаване на мезенхимни стволови клетки от глиобластом като моделни системи за последващ анализ на различни терапевтични фактори и процедури;
- Разработване на протокол за фотодинамично третиране на стволови клетки ин витро с приложение на делта аминолевулинова киселина като прекурсор на протопорфирин IX като основен фотосенсибилизатор;
- Получаване на нови вещества, знания и създаване на база данни със спектралните флуоресцентни характеристики (спектри на възбуждане, излъчване, време на живот) за новосинтезирание и функционализирани фталоцианини, за приложение в туморната фотодинамична терапия;
- Разработване на протокол на базата на абсорбционна и флуоресцентна спектроскопия на клетъчни култури, третирани с различни фотосенсибилизиращи агенти, за нуждите на мониторинга и контрола на фотодинамичното третиране на моделните клетъчни култури, както и за дозиметрия на фотодинамичния ефект;
- Задълбочаване на научно- изследователско сътрудничество с водещи специалисти от страната и чужбина в областта на фотодиагнсотиката и фотдинамичната терапия на тумори на мозъка.

   

Създаването на значим научен продукт по проекта ще бъде осигурено от натрупания вече опит на екипите и ръководителите им от трите партниращи си групи, както и на мотивацията за кариерно развитие на докторантите и студентите, включени в проекта. Взаимният научен и приложен интерес ще позволи да бъде гарантирано продължително и устойчиво функциониране на, сътрудничеството между изследователските екипи.

   

Презентации по проект КП06-Н23/8/18.12.18 „ Иновативни фотодинамични методи за въздействие върху стволови клетки, култивирани от глиобластомни тумори “:

1. Borisova E., "Photodiagnosis Of Stress-Induced Gastrointestinal Neoplasia",
   45th International Conference “Current Trends in Cancer Theranostics” 30.06.2019 - 04.07.2019, Trakai, Lithuania (Поканена лекция)
   
2. Borisova E., Gisbrecht A., Genova Ts., Kyurkchiev D., Tumangelova-Yuseir K., Ivanova-Todorova E., Angelov I., Semyachkina-Glushkovskaya O., Minkin K., Photodynamic treatment of stem cells cultivated from glioblastoma tumour, Saratov Fall Meeting 2019, 23.09.2019 - 27.09.2019, Saratov, Russian Federation (Постер)
   
3. Borisova E., Photodynamic treatment of stem cells cultivated from glioblastoma tumours, International Conference on Photonics Research, 04.11.2019 - 09.11.2019 Antalya, Turkey (Поканена лекция);
   
4. Zaharieva L., Borisova E., Kyurkchiev D., Tumangelova-Yuzeir K., Ivanova-Todorova E., Angelov I., Genova Ts., Kolev B., Gisbrecht A., Semyachkina-Glushkovskaya O., Karazapryanov P., Minkin K., Photodiagnostics and photodynamic treatment (PDD and PDT) of stem cells cultivated from human glioblastoma tumours, 21st International Conference and School on Quantum Electronics "Laser Physics and Applications", 21.09.2020 - 24.09.2020, Sofia, Bulgaria (virtual forum) (Постер);
   
5. Borisova E., Kyurkchiev D., Tumangelova-Yuseir K., Ivanova-Todorova E., Angelov I., Zaharieva L., Karazapryanov P., Minkin K.., 5-ALA/PpIX fluorescence signal of glioblastoma cells in correlation with early and late photodynamic-induced apoptosis, Saratov Fall Meeting-SFM’2020, 28.09.2020 - 02.10.2020 Saratov, Russian Federation (Поканена лекция)
   

   

   

Публикации по проект КП06-Н23/8/18.12.18 „ Иновативни фотодинамични методи за въздействие върху стволови клетки, култивирани от глиобластомни тумори “:

1. Semyachkina-Glushkovskaya O., Borisova E., Mantareva V., Angelov I., Eneva I., Terskov A., Mamedova A., Shirokov A., Khorovodov A., Klimova M., Agranovich I., Bolkhina I., Lezhnev N., Kurths J. "Photodynamic Opening of the Blood–Brain Barrier Using Di?erent Photosensitizers in Mice", Applied Sciences, 10, 1, MDPI, 2019, DOI:10.3390/app10010033, 33-45. SJR (Scopus):0.379, JCR-IF (Web of Science):2.217 Q1 (Scopus) Линк
2. Zaharieva L., Borisova E., Kyurkchiev D., Tumangelova-Yuzeir K., Ivanova-Todorova E., Angelov I., Genova Ts., Kolev B., Gisbrecht A., Avramov L., Semyachkina-Glushkovskaya O., Karazapryanov P., Minkin K.. Photodiagnostics and Photodynamic Treatment of Stem Cells Cultivated from Human Glioblastoma Tumors. Journal of Physics: Conference Series, приета за печат: 2020, SJR=0.23 Линк