PN II 62059

Titlul proiectului: O noua strategie terapeutica pentru refacerea cartilajului articular lezat utilizand substituenti tisulari biomimetici obtinuti prin metode biotehnologice

Acronimul: CARTBIOTEH

Nr. contract: 62059

Bugetul proiectului: 826707,08 lei (buget de stat)
Durata proiectului: 2008-2011

Conducator proiect - Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Stiinte Biologice (CO), Splaiul Independentei nr. 296, sector 6, cod 060031, C.P. 17-16, Bucuresti – Romania, telefon: 021.220.77 80; 021-220.79 09; fax: 021.220.76 95, http://www.dbioro.eu

Director de proiect: Dr. Lucia Moldovan, tel./fax 021.220.08.82,
email: moldovanlc@yahoo.com

Parteneri: P1- Universitatea din Bucuresti, Facultatea de Biologie – Responsabil Prof. Dr. Otilia Zarnescu
P2- Institutul de Biochimie Bucuresti – Responsabil Dr. Mihaela Trif, CS II
P3-Universitatea de Stiinte Agronomice si Medicina Veterinara Bucuresti, Facultatea de Medicina Veterinara – Responsabil Conf. Dr. Traian Leau

Autoritatea contractanta: UEFISCDI

Rezumatul proiectului
Proiectul isi propune dezvoltarea unei noi metode de tratament a defectelor tesutului cartilaginos (osteoartrite-OA, artroze, leziuni traumatice, etc) prin utilizarea unor substituenti tisulari biomimetici implantabili obtinuti prin biotehnologii performante. In acest scop, cercetarile se vor axa pe realizarea de metode biotehnologice optime pentru obtinerea unor noi substituenti tisulari constand din celule (condrocite, celule stem mezenchimale-MSC) cultivate in suporturi biodegradabile in mod controlat, care asigura o structura tridimensionala (3-D) definita, propice pentru refacerea tisulara. Se va urmari crearea unor suporturi care sa mimeze cartilajul nativ utilizand componente ale matricei extracelulare cartilaginoase (colagen-COL, glicozoaminoglicani-GAG) si includerea de componente biologic active cu actiune antiinflamatoare (flavonoide, polifenoli, polizaharide-Pz) in nanostructuri lipozomale pentru eliberarea controlata a acestora. Pentru aceasta, se propune selectarea celor mai eficiente metode de obtinere a GAG (acid hialuronic-AH, condroitin sulfat-CS) si a principiilor biologic active de origine vegetala (flavonoide, polifenoli, Pz vegetale) din Achillea millefolium, Arnica montana, Urtica dioica, Helleborus purpurascens, de incorporare a acestora in structuri lipozomale si de inglobare ulterioara intr-o matrice colagenica stabilizata. Suportul conditionat tridimensional, sub forma de matrici poroase sau gel va fi caracterizat fizico-chimic pentru evaluarea structurii si ultrastructurii prin tehnici de microscopie optica si electronica (TEM, SEM) si testat din punct de vedere al gradului de biocompatibilitate in vitro utilizand tehnici de spectrofotometrie, imunohistochimie, spectrofluorimetrie si citometrie in flux. O sectiune importanta a proiectului o constituie selectarea metodelor de izolare si caracterizare a celulelor. Se vor optimiza tehnicile de obtinere a condrocitelor si a MSC, in conformitate cu prevederile nationale si internationale si se va caracteriza fenotipul acestora cu markeri specifici fiecarui tip celular. Dupa inglobarea celulelor in suportul 3-D, se va evalua eficienta acestuia pe modele experimentale in vitro urmarind efectul asupra sintezei celulare de componente matriceale specifice cartillajului (colagen tip II, glicozaminoglicani) si asupra sintezei de enzime implicate in procesul de reparare acestui tesut (metaloproteinaze-MMP, ciclooxigenaze-COX). In final, demonstrarea utilitatii substituentilor biomimetici in refacerea cartilajului se va realiza pe animale de laborator imunosupresate (sobolani, iepuri), cu defecte induse (osteoartrite, leziuni traumatice) prin implantarea variantelor selectate de biomaterial. Repararea tesutului cartilaginos se va urmari prin tehnici de histochimie, imunocitochimie, microscopie optica si electronica. Testarile in vivo vor fi realizate de medici cu experienta, respectand cu strictete normele de bioetica si utilizarea unui numar minim de animale.

Obiectivul general al proiectului este dezvoltarea de biotehnologii optime de obtinere a unor noi substituenti tisulari biomimetici pentru refacerea cartilajului articular lezat, constand din celule (condrocite, MSC) cultivate in suporturi biodegradabile pe baza de COL si principii active cu actiune antiinflamatoare incluse in lipozomi. Se urmareste, deasemenea, formarea unei retele de laboratoare cu baza materiala si personal specializat avand impact in biotehnologie, sanatate, invatamant si cercetare.
Rezultatele finale ale cercetarilor din acest proiect vor fi concretizate prin:
1) Studii de larg interes privind tratarea tesutului cartilaginos lezat prin tehnici noi de inginerie tisulara.
2) Stabilirea protocoalelor de obtinere a componentelor biologic active din surse de origine animala si vegetala.
3) Selectarea de biotehnologii optime pentru realizarea de suporturi acelulare din componente naturale.
4) Stabilirea parametrilor optimi de inglobare a celulelor in suporturi 3-D.
5) Obtinerea de noi substituenti biomimetici pentru stimularea regenerarii tesutului cartilaginos in vederea utilizarii lor in clinici de ortopedie.
6) Realizarea unor noi tehnologii inovative.
7) Publicarea rezultatelor ca articole in reviste de specialitate cu larga vizibilitate (cotate ISI) si comunicarea acestora la manifestari stiintifice nationale si internationale.
8) Editarea unei pagini web de prezentare a produselor si intocmirea documentatiei in vederea brevetarii substituentilor tisulari nou-conceputi si a tehnologiilor de obtinere a acestora.
9) Realizarea unei retele de competenta stiintifica intre doua institute de cercetare in domeniul biologiei si biochimiei si doua universitati complementare (biologie, medicina veterinara).