National Grants
|
Grant acordat de Ministerului Educației şi Cercetării prin Unitatea Executivă pentru Finanțarea Învățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării (UEFISCDI) Planul Național de Cercetare, Dezvoltare si Inovare III(PNCDI III) Programul 2 - Creșterea competitivității economiei românești prin cercetare, dezvoltare și inovare; Subprogramul 2.1 - Competitivitate prin cercetare, dezvoltare și inovare; Tip proiect - Proiect experimental – demonstrativ (PED)
Nr Proiect: PN-III-P2-2.1-PED-2019-3552/Nr. Contract: 270PED/2020 Acronim: NANOGINROSA Titlu proiect: Dezvoltarea de nanofitozomi inovativi conceputi pentru administrare neinvaziva si cu biodisponibilitate crescuta a unor compusi biologic activi cu proprietati antioxidante si imunostimulatoare Director de proiect: Dr. Camelia Sorina Stancu, CSI Coordonator: Institutul de Biologie și Patologie Celulară „Nicolae Simionescu“ (IBPC N.S.) Responsabil: Dr. Camelia Sorina Stancu, CSI
Partener: Hofigal Export Import S.A. București Responsabil: Drd. Alexandru Suciu, Inginer Biotehnolog
Durata proiectului: 30.08.2020-31.10.2022 Buget proiect: 800.000 lei (200.000 lei confinanțare)
Echipa de cercetare a IBPC N.S.: Ing. Chim. Mariana Deleanu, Dr. Laura Toma, Dr. Gabriela M. Sanda, Dr. Loredan S. Niculescu, Drd. Teodora Barbalata, Dr. Madalina I. Fenyo, Asistent Daniela Rogoz, Asistent Cristina Dobre, Acad. Anca V. Sima.
Rezumat În prezent există o continuă preocupare pentru găsirea de terapii eficiente, cu efecte secundare minime, pentru tratarea patologiilor determinate de creșterea stresului oxidativ și a celui inflamator. Eșecul terapiilor antioxidante existente se datorează parțial utilizării unor doze mari nocive sau unor formulări care nu conferă stabilitate compușilor activi conținuți. Antioxidanții sunt esențiali pentru contracararea speciilor reactive de oxigen, dar în egală măsură pentru potențialul lor de reglare genică. Scopul proiectului este de a dezvolta o nouă generație de nanocompuși, nanofitozomi, care conțin un amestec optimizat de extracte hidroalcoolice din fructe de măceș (Rosa canina) și rizomi de ghimbir (Zingiber officinale), cu proprietăți anti-oxidante și anti-inflamatorii crescute. Formularea extractelor în nanofitozomi prezintă următoarele avantaje: (i) permite o administrare in vivo non-invazivă (administrare orală); (ii) crește stabilitatea compușilor activi in vivo, crescând astfel eficacitatea acestora; (iii) reduce pierderile de-a lungul tractului digestiv, crescând astfel biodisponibilitatea compușilor și permițând administrarea de doze mai mici de extracte, cu reducerea complementară a efectelor secundare; (iv) prezintă costurile de producție mai scăzute comparativ cu medicamentele farmaceutice. Coordonatorul proiectului are cunoștințele necesare (TRL2) formulării de extracte alcoolice în nanofitozomi. Acestea vor fi dezvoltate, testate pentru acțiunea antioxidantă și antiinflamatorie in vitro (pe culturi celulare) și in vivo (pe modele experimentale de șoareci) și validate ca un produs nou (supliment alimentar) (TRL4) conceput pentru uz uman. Protocoalele de producție vor fi transferate către o întreprindere de dimensiuni medii, partener în proiect, al cărei portofoliu nu conține preparate pe baza de nanofitozomi. Producerea acestor preparate de catre intreprinderea-partener va contribui în viitor la cresterea competitivității companiei pe piețele interne și externe. |
Grant awarded by the Romanian Ministry of Education and Research, by UEFISCDI National Plan for Research, Development and Innovation III (PNCDI III) Program 2. Increasing the competitiveness of the Romanian economy through research, development and innovation Subprogram 2.1. Competitiveness through research, development and innovation; Project type - Experimental - demonstrative project (PED)
Project no. PN-III-P2-2.1-PED-2019-3552/Contract no. 270 PED/2020 Acronym: NANOGINROSA Project title: Development of innovative nanophytosomes designed for non-invasive delivery and improved bioavailability of biologically active compounds with antioxidant and immunostimulatory properties Project manager: Dr. Camelia Sorina Stancu, CSI Coordinator: Institute of Cellular Biology and Pathology “Nicolae Simionescu” (ICBP N.S.) Responsible: Dr. Camelia Sorina Stancu, CSI
Partner: Hofigal Export Import S.A. Bucharest Responsible: PhD student Alexandru Suciu, Biotechnology Engineer
Project duration: 30.08.2020-31.10.2022 Project budget: 800.000 lei (200.000 confinancing)
Research Team of ICBP N.S.: Chem. Eng. Mariana Deleanu, Dr. Laura Toma, Dr. Gabriela M. Sanda, Dr. Loredan S. Niculescu, PhD student Teodora Barbalata, Dr. Madalina I. Fenyo, Asistent Daniela Rogoz, Asistent Cristina Dobre, Acad. Anca V. Sima.
ABSTRACT
There is a continuous quest for therapies with minimum side effects to treat pathologies driven by increased oxidative and inflammatory stress. The failure of the existing antioxidant therapies is partially due to the use of harmfully high doses or formulations that do not provide stability to the active compounds. Antioxidants are vital due to their action as scavenger of reactive oxygen species, and equally to their gene regulation potential. The aim of the project is to develop a new generation of nanocompounds, the nanophytosomes containing an optimized mixture of hydroalcoholic extracts from rosehip fruits (Rosa canina) and ginger rhizomes (Zingiber officinale) with increased anti-oxidant and anti-inflammatory properties. The nanophytosomes has the following advantages: (i) allows an in vivo non-invasive delivery (oral administration); (ii) increases the stability of the active compounds in vivo, thus increasing their efficacy; (iii) minimizes the losses along the digestive tract, thus increasing the compounds bioavailability and allowing administration of lower extracts doses with complementary reduction of the side effects; (iv) lowers cost production compared to the pharmaceutical drugs. The project coordinator possess the knowledge (TRL2) for alcoholic extracts formulation in nanophytosomes. These will be developed, tested for antioxidant and anti-inflammatory action in vitro (cell culture) and in vivo (mice models) and validated as a new product (dietary supplement) (TRL4) designed for human use. The production protocols will be transferred to a medium-size enterprise, partner in the project, whose portfolio does not contain formulations based on nanophytosomes. Production of these formulations by the partner enterprise will contribute in the future to increase the company's competitiveness on domestic and foreign markets. |
REZULTATE
Etapa I – 2020
Eșecul terapiilor antioxidante existente în tratarea patologiilor determinate de creșterea stresului oxidativ și a celui inflamator a făcut ca lumea științifică să fie în continuare preocupată de găsirea unor noi terapii antioxidante eficiente. Scopul proiectului este de a dezvolta o nouă generație de nanocompuși, nanofitozomi, care conțin un amestec de extracte hidroalcoolice din fructe de măceș (Rosa canina) (ROSAex) sau/și rizomi de ghimbir (Zingiber officinale) (GINex), cu proprietăți anti-oxidante și anti-inflamatorii. Prima etapă a proiectului cuprinde două obiective: (I) obținerea și caracterizarea extractului de ROSAex și (II) stabilirea dozelor optime de GINex și ROSAex pentru a fi incluse în nanofitozomi, prin evaluarea citotoxicității lor asupra enterocitelor în cultură. Rezultatele obținute în această etapă sunt următoarele: (i) am selectat măceșele recoltate din zona Buzăului ca fiind soiul de Rosa canina cu care să continuăm experimentele de obținere a nanofitozomilor cu ROSAex și GINex; (ii) metoda de uscare a fructelor de măceș trebuie să fie cât mai rapidă (70oC, 48 ore) pentru conservarea unei cantități cât mai mari de principii active; (iii) tratamentul cu protează al ROSAex nu îmbogățește preparatul în principii active; (iv) liofilizarea GINex a condus la îmbogățirea considerabilă în principii active de tipul polifenolilor totali și flavonoidelor totale ; (v) combinația optimă de ROSAex și GINex pentru a nu afecta viabilitatea și metabolismul energetic al celulelor enterocite este: ROSAex 500 µg/ml + GINex 5 µM.
Etapa a II-a - 2021
Cea de-a doua etapă a proiectului cuprinde două obiective majore: (I) obținerea și caracterizarea nanofitozomilor care conțin principii active din GINex sau/și ROSAex, și (II) evaluarea efectelor antioxidante și anti-inflamatorii ale nanofitozomilor cu GINex/ROSAex in vitro și in vivo. Am denumit preparatul de nanofitozomii cu GINex FITOGIN, cel cu ROSAex FITOROSA, iar combinația celor două extracte FITOGINROSA. Rezultatele obținute în această etapă sunt următoarele: (i) am optimizat metodele de obținere a preparatelor de FITOGIN, FITOROSA și FITOGINROSA stabile în timp, sub formă de emulsie și în stare liofilizată și am caracterizat fizico-chimic aceste preparate; (ii) am stabilit dozele optime ale acestor preparate pentru exercitarea proprietaților lor antioxidante și anti-inflamatorii pe culturi de celule enterocite sau endoteliale; (iii) am determinat biodisponibilitatea principiilor active din FITOGIN comparativ cu GINex; (iv) am evaluat tolerabilitatea și proprietățile antioxidante și anti-inflamatorii ale FITOGINROSA comparativ cu GINex+ROSAex in vivo, pe modelul de șoarece deficient în apolipoproteina E (apoE-/-) și pe modelul de șoarece C57Bl/6J cu inflamație sistemică indusă de lipopolizaharide (LPS). Rezultatele obținute sunt promițătoare, preparatele pe bază de nanofitozomi stabile în timp asigurând o biodisponibilitate crescută a principiilor active in vivo, iar proprietățile antioxidante și anti-inflamatorii au fost semnificativ mai mari în cazul FITOGINROSA comparativ cu efectele induse de combinația celor două extracte hidroalcoolice, GINex si ROSAex.
Etapa a III-a - 2022
Scopul proiectului este de a dezvolta nanofitozomi care conțin un amestec de extracte hidroalcoolice din fructe de măceș (Rosa canina) (ROSAex) și rizomi de ghimbir (Zingiber officinale) (GINex), denumiţi FITOGINROSA (FGR), cu proprietăți antioxidante și anti-inflamatorii. Cea de-a treia etapă a proiectului cuprinde două obiective majore: (I) determinarea stabilităţii produsului FITOGINROSA liofilizat în timp, includerea acestuia în capsule vegetale și transferul protocoalelor de obţinere a lui către Partenerul P1 – Hofigal Export Import S.A., și (II) evaluarea potenţialului nanofitozomilor FITOGINROSA de a induce efecte anti-inflamatoare in vivo. Rezultatele obținute în această etapă sunt următoarele: (i) FITOGINROSA liofilizat prezinta o foarte buna stabilitate in timp, pe parcursul a 12 luni de la momentul prepararii si a fost încapsulat cu succes în capsule vegetale (Figura 1); (ii) partenerul Hofigal Export Import S.A. a utilizat protocoalele primite de la CO şi a obţinut în laboratorul de cercetare extractele GINex şi ROSAex şi produsul FITOGINROSA în formă liofilizată; (iii) FITOGINROSA are proprietati anti-inflamatoare crescute cu 20-30% comparativ cu ingredientele individuale (GINex, ROSAex, fosfatidilcolina), efecte evidențiate prin scăderea TNFα și IL-1β in circulatie, ficat si intestin subtire la soareci cu inflamatie sistemică; (iv) cererea de brevet de inventie pentru produsul FITOGINROSA 0.5:0.5:1 a fost depusa la OSIM cu numarul de inregistrare A00502/18.08.2022.
Figura 1. Obţinerea şi încapsularea produsului liofilizat FITOGINROSA cu extracte hidroalcoolice de ghimbir şi măceşe.
Diseminarea și valorificarea rezultatelor
- Comunicări la manifestări științifice
Toma L., Sanda G.M., Niculescu L.S., Niculescu L.S., Răileanu M., Stancu C.S., Sima A.V. Fluctuating glucose more than constant high glucose determines the dysfunction of endothelial cells by generating endoplasmic reticulum stress, inflammatory stress, and stimulating proteins controlling transcytosis. E-Poster at 89th EAS Congress, May 30 – June 2, 2021, Helsinki, Finland (virtual congress). Rezumat publicat în Atherosclerosis 331: E64, Meeting Abstract: P025, 2021.
Deleanu M., Toma L., Sanda G.M., Barbălată T., Niculescu L.S., Turtoi M., Deleanu C., Sima A.V., Stancu C.S. Formulation and characterization of phospholipidic complexes with Zingiber officinale extract designed to increase oral bioavailability. Poster la Conferința Națională de Chimie ediția XXXVI, 04-07 octombrie 2022, Călimănești-Căciulata.
Deleanu M., Toma L., Sanda G.M., Niculescu L. S., Barbălată T., Suciu A., Alexandru G., Crisan I., Popescu M., Stancu C.S. Fitozomi cu compuși biologic activi din rizomi de ghimbir și fructe de mǎceş cu biodisponibilitate crescută și procedeu de obținere. Poster la categoria Sănătate-Medicină-Cosmetică, Salonul Internațional al Cercetării Științifice, Inovării și Inventicii, PRO INVENT, ediția XX, 26-28 octombrie 2022, Cluj-Napoca.
- Articole în reviste indexate ISI-Clarivate
Deleanu M., Toma L., Sanda G.M., Barbălată T., Niculescu L.S., Sima A.V., Deleanu C., Săcărescu L., Suciu A., Alexandru G., Crişan I., Popescu M., Stancu C.S. Formulation of Phytosomes with Extracts of Ginger Rhizomes and Rosehips with Improved Bioavailability, Antioxidant and Anti-Inflammatory Effects In Vivo. Pharmaceutics. 15(4):1066, 2023; doi: 10.3390/pharmaceutics15041066 (IF 6.525, Q1).
Toma L., Sanda G.M., Stancu C.S., Niculescu L.S., Răileanu M., Sima A.V. Oscillating glucose induces the increase of inflammatory stress through Ninjurin-1 up-regulation and stimulation of transport proteins in human endothelial cells. Special Issue: Recent Advances in Cellular and Molecular Mechanisms of Cardiovascular and Metabolic Diseases. Biomolecules 2022 (under review) (IF 4.879, Q2).
Toma L., Barbălată T., Sanda G.M., Niculescu L.S., Sima A.V., Stancu C.S. CRISPR/dCas9 Transcriptional Activation of Endogenous Apolipoprotein AI and Paraoxonase 1 in Enterocytes Alleviates Endothelial Cell Dysfunction. Special Issue: Lipoproteins: From the Vital Role in Lipid Metabolism to Risk Factors for Atherosclerosis and Future Challenging Therapies. Biomolecules 11(12): 1769, 2021; doi: 10.3390/biom11121769 (IF 4.879, Q2).
- Cerere de brevet depusă la OSIM:
Deleanu M., Toma L., Sanda G.M., Niculescu L.S., Barbălată T., Suciu A., Alexandru G., Crișan I., Popescu M., Stancu C.S. Fitozomi cu Compuși Biologic Activi din Rizomi de Ghimbir și Fructe de Măceș cu Biodisponibilitate Crescută și Procedeu de Obținere. Cerere de brevet OSIM nr. A/00502 din 18 august 2022.
