Rezultatele proiectului

Rezultate obținute

Utilizarea unui extract de plante antidiabetic puternic pentru obținerea de noi bionanomateriale mono și bimetalice funcționalitate facilitează interacțiunea la nivel molecular cu un grad ridicat de specificitate pentru a obține o eficacitate terapeutică maximă cu efecte secundare minime. Obiectivele principale ale proiectului s-au concentrat pe dezvoltarea sustenabilă de bionanostructuri hibride obținute prin fitoreducția ionilor de aur și argint folosind compuși bioactivi din fructele de goji ca agenți reducători și stabilizatori ai nanoparticulelor obținute și pe studiul activității lor antidiabetice. Astfel, scopul nostru a fost de a dezvolta un proces simplu, reproductibil și scalabil pentru sinteza biomaterialelor avansate și de a efectua un studiu comparativ al eficacității terapeutice a biomaterialelor în vederea stabilirii celui mai eficient agent antidiabetic. In urma derulărilor cu succes a activităților prevazute în planul de realizare al proiectului au fost obținute rezulatate remarcabile privind obținerea și eficiența terapeutică a nanoparticulelor bimetalice hibride elaborându-se  un procedeu eficient, optimizat pentru sinteza de nanomateriale bimetalice de tip “core-shell” Ag-Au ce utilizează compuși bioactivi din extractul de fructe de gojiși evaluarea efectul antioxidant și antiinflamator asupra celulelor endoteliale expuse la hiperglicemie, procedeu ce a stat la baza întocmirii documentației pentru obținerea unui brevet de invenție, înaintată spre OSIM. Acest biomaterial obținut prezintă eficiență în reducerea stresului oxidativ și a inflamației în hiperglicemie, conferindu-i posibilitatea de a fi utilizat ca adjuvant în combaterea efectelor dăunătoare ale hiperglicemiei. Rezultatele cercetării au fost de asemenea publicate în reviste prestigioase indexate WoS situate în top 50% reviste publicate în domeniul de cercetare al proiectului (medicină, biomateriale, nanotehnologie). Rezultatele obținute au fost de asemenea prezentate comunității științifice naționale si internaționale prin participări la conferințe. Ca urmare a numărului in creștere continua a persoanelor diagnosticate cu diabet zaharat (cca 642 de milioane de cazuri în 2040, conform OMS) rezultatele cercetării derulate la implementarea proiectului pot prezenta un impact social major, conducând la ameliorarea calității vieții si a sănătății persoanelor diagnosticate cu aceasta patologie. Este preconizat si un impact economic al rezultatelor cercetării, având in vedere faptul că tratamentul diabetului zaharat este costisitor deoarece terapia implică un regim de polifarmacie, iar formularea de noi produse terapeutice pe baza bionanomaterialelor obținute, la costuri minime, va optimiza costurile de viață ale bolnavilor de diabet.

Toate activitățile prevăzute în cadrul acestui proiect au fost realizate cu succes, integral, conform planului de realizare, indeplindu-se astfel toate obiectivele propuse.

• A fost investigată influența diferitelor tehnici de extracție, atât convenționale cât și moderne, asupra conținutului de compuși polifenolici și a activității antioxidante a extractelor de fructe de goji.
• Extractul obținut a fost folosit în continuare pentru sinteza de nanoparticule stabile de argint și aur precum și nanoparticule bimetalice stabile de tip “core-shell” Ag-Au si Au-Ag conjugate cu compusi bioactivi din extractul de goji, printr-o tehnică ecologică.  Pentru a obține nanoparticule de diferite dimensiuni și forme, diverse condiții de sinteză au fost aplicate.
• Nanoparticulele obținute au fost caracterizate în ceea ce privește dimensiunea și forma lor folosindu-se microscopia electronică de transmisie și spectroscopia UV-Vis. Stabilitatea nanoparticulelor are implicații semnificative asupra performanței lor biologice, astfel încât a fost determinat potențialul Zeta al acestora.  Structura cristalină a noilor biomateriale a fost investigată prin difracție de raze X pe pulbere.
• Studiul de toxicitate acută a noilor biomateriale obținute a arătat că, la dozele utilizate, AgNPs provoacă modificări ale parametrilor hematologici, biochimici și histopatologici, în timp ce AuNPs au fost bine tolerate de celulele HUVEC și au avut efect antioxidant și antiinflamator în mediu hiperglicemic. Nanoparticulele bimetalice Ag-Au nu induc modificări semnificative ale acestor parametri. Evaluarea funcției hepatice a relevat prezența citolizei hepatice precoce în cazul administrarii AgNPs, modificările hepatice induse fiind insă tranzitorii, ceea ce sugerează reversibilitatea leziunilor. Nu s-au evidențiat leziuni sugestive pentru toxicitate în țesutul hepatic, renal și splenic în cazul administrării de nanoparticule bimetalice Ag-Au.
• Activitatea antidiabetică a noilor biomateriale a fost evaluată folosind atât metode in vitro, cât și in vivo. Biomaterialele investigate prezintă efecte antioxidante și antiinflamatoare promițătoare în celulele endoteliale expuse la hiperglicemie. În condiții de hiperglicemie, efectul antiinflamator și antioxidant al nanoparticulelor pot servi ca și prevenție a complicațiilor survenite în urma episoadelor de hiperglicemie. La animalele cu diabet experimental, AuNPs au redus nivelul leptinei si lipoperoxidarea în țesutul aortic și cardiac și au îmbunătățit apărarea antioxidantă locală, în special în cord. Nanoparticulele bimetalice Ag-Au au avut un efect  de ameliorare a MDA, recuperarea semnificativă a activității enzimei antioxidante catalaza, si ușoară a superoxid dismutazei și un efect antiinflamator redus, prin scăderea TNFα. Rezultatele testelor comportamentale efectuate pe animale cu diabet experimental, tratate cu nanomaterialelor obținute cu extract de goji  au arătat că administrarea  acestora a crescut motilitatea globală.
• Diseminarea rezultatelor obținute s-a realizat atât la nivel național cât și internațional prin prezentarea rezultatelor în cadrul a 3 conferințe internaționale și 1 conferință națională, publicarea a trei articole științifice în reviste indexate WoS (Q1, Q2 și Q4), depunerea unei cereri de brevet de invenție și pregătirea pentru trimiterea spre publicare a două articole științifice în reviste de perstigiu (Q1, Q2).

• Depunerea unei cereri de Brevet de invenție:

Moldovan Bianca-Elena, Moroșan Valentina-Ioana, David Luminița-Camelia, Bâldea Ioana; Procedeu ecologic de sinteză a nanoparticulelor bimetalice de tip „core-shell” Ag@Au utilizând compuși bioactivi din extractul de fructe de Lycium barbarum L. pentru evaluare in vitro a efectului antioxidant și antiinflamator asupra celulelor endoteliale expuse la hiperglicemie; Cerere Brevet de invenție OSIM, nr. A00236 din 07. 05. 2024