Rezumat faza 2

Etapa 2, perioada de implementare 01.01-31.12.2023,  a proiectului cu titlul “Potențialul antidiabetic al unor noi bionanostructuri: Perspective ca agenți terapeutici” a vizat obținerea de noi biomateriale utile în tratamentul diabetului zaharat. In vederea atingerii scopului propus, Etapa 2 intitulată “Noi bionanostructuri bimetalice hibride de tip “core-shell” cu activitate antidiabetică” a urmărit îndeplinerea a trei obiective majore.

O2. Biosinteza unor noi biomateriale hibride organice-anorganice Pentru realizarea acestui obiectiv, activitățile specifice, prevăzute in pachetele de lucru ale activităților A.2.1 – Sinteza de nanoparticule bimetalice de tip “core-shell” Ag-Au si A.2.7 – Sinteza de nanoparticule bimetalice de tip “core-shell” Au-Ag au fost îndeplinite cu succes. Compușii bioactivi din extractului de goji au fost folosiți pentru a reduce ionii metalici în vederea obținerii de nanoparticule bimetalice stabile de tip “core-shell”.

O3. Caracterizarea noilor biomateriale Atingerea acestui obiectiv a presupus derularea activităților specifice, prevăzute in pachetele de lucru ale activităților A.2.2 – Caracterizarea nanoparticulelor bimetalice de tip “core-shell” (Ag-Au), A.2.3 – Evaluarea toxicitatii nanoparticulelor monometalice la nivel sistemic si A.2.4 – Evaluarea toxicitatii nanoparticulelor bimetalice de tip core-shell (Ag-Au) la nivel sistemic. Pentru investigarea formei și dimensiunilor nanoparticulelor obținute, precum și pentru a confirma prezența la suprafața nanoparticulelor metalice a compușilor bioactivi din fructele de goji,  au fost utilizate cele mai moderne tehnici spectroscopice și microscopice. Toxicitatea acută a noilor biomateriale obținute a fost evaluată in vivo, pe model animal, in administrare intravenoasă a unei doze unice de nanoparticule, la masculi de șobolani Wistar. Studiul de toxicitate acută a aratat că, la dozele utilizate, AgNPs provoaca 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 de tip “core-shell”Ag-Au nu induc modificări semnificative ale acestor parametri. Evaluarea funcției hepatice a relevat prezența citolizei hepatice precoce în cazul administrării AgNPs, modificările hepatice 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.

O4. Evaluare activității antidiabetice a noilor biomateriale Pentru realizarea acestui obiectiv, activitățile specifice, prevazute in pachetul de lucru al activităților A.2.5 – Evaluarea efectelor antidiabetice ale nanoparticulelor monometalice si A.2.6 – Evaluarea efectului antidiabetic al nanoparticulelor bimetalice de tip “core-shell” (Ag-Au) au fost îndeplinitecu success.  Activitatea antidiabetică a noilor biomateriale a fost evaluată folosind atât metode in vitro cât și in vivo. Pentru studiile in vitro, au fost testate efectele noilor biomateriale asupra celulelor endoteliale stresate de glucoză. Studiile in vivo a fost realizate pe un model experimental de diabet (DZ) indus de administrarea de streptozotocină la masculi de șobolani Wistar. Biomaterialele investigate prezintă efecte antioxidante și antiinflamatoare promițătoare în celulele endoteliale expuse la hiperglicemie, in special AuNPs. În condiții de hiperglicemie, nanoparticulelor de aur pot servi ca și prevenție a complicațiilor survenite în urma episoadelor de hiperglicemie pe celulele endoteliale. 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 antioxidant, prin ameliorarea MDA, marker al leziunilor oxidative ale lipidelor membranare, recuperarea semnificativă a activității enzimei antioxidante catalaza, și usoară a superoxid dismutazei, comparativ cu lotul expus la hiperglicemie și un efect antiinflamator redus, prin scăderea TNFα indusă de hiperglicemie. Rezultatele obținute la testările comportamentale au demonstrat de asemenea că nanoparticulele de aur reduc anxitatea si cresc mobilitatea animalelor cu diabet indus. Administrarea de nanoparticule bimetalice Ag-Au au crescut motilitatea globală.

Rezultatele cercetării din anul 2023 au făcut obiectul a 2 articole ştiinţifice publicate în reviste cotate ISI (1-Q1 si 1-Q2) precum și a comunicărilor științifice la 2 conferințe internaționale si 1 conferință națională, realizându-se atfel integral și activitatea A.2.7-Diseminarea rezultatelor.

In concluzie, au fost realizate integral toate activitățile și obiectivele asumate, conform planului de realizare.