National Grants
Grant acordat de Autoritatea Națională pentru Cercetare Științifică și Inovare, CNCS-UEFISCDI/ Grant awarded by the Romanian National Authority for Scientific Research and Innovation
PROGRAM 4: Cercetare fundamentală și de frontieră/ Fundamental and frontier research
TIP PROIECT/ TYPE OF PROJECT: Proiecte de cercetare exploratorie (PCE)/ Exploratory research projects (PCE)
TITLU PROIECT/ PROJECT TITLE:
“Terapie direcționată bazată pe nanocarrieri biomimetici pentru rezoluția inflamației în
ateroscleroză”/
“Targeted therapy based on biomimetic nanocarriers for resolution of inflammation in atherosclerosis”
ACRONIM/ ACRONYM: NANORES
COD PROIECT/PROJECT'S CODE: PN-III-P4-ID-PCE-2020-2465
NUMĂR CONTRACT/ CONTRACT NO.: PCE68/ 2021
DIRECTOR PROIECT/ PROJECT DIRECTOR: Dr. Manuela Călin
PERIOADA DE IMPLEMENTARE/ PERIOD: 4.01.2021 – 31.12.2023
BUGET/ BUDGET: 1.198.032 RON
ECHIPA DE IMPLEMENTARE/ IMPLEMENTATION TEAM: Mihaela Turtoi (Cărnuță), Cristina Mocanu (Constantinescu), Maria Anghelache, Geanina Voicu, Mariana Deleanu, Florentina Mihaela Safciuc, Misici Marilena.
REZUMAT: Bolile cardiovasculare (BCV) rămân principala cauză de morbiditate și mortalitate în lume. Ateroscleroza (AS), cea mai frecventă BCV, este o boală sistemică caracterizată prin depunerea lipidelor în pereții arterelor și un proces inflamator cronic. Studii recente au arătat că inflamația cronică observată în leziunile aterosclerotice este o consecință a disfuncției in rezoluția inflamației. Scopul principal al proiectului NANORES este îmbunătățirea intervențiilor terapeutice în BCV printr-o abordare nouă care implică folosirea unor nanocărăuși (NCs) pentru transportul directionat al unui cocktail de resolvine la placa aterosclerotică. Intenționăm să dezvoltăm și să validăm preclinic o strategie terapeutică care utilizează NCs pentru livrarea localizată a resolvinelor, mediatori anti-inflamatori care să resolve inflamația cronică asociată cu AS și remodelarea tisulară. În acest scop, ne propunem două obiective științifice care implică experimente pe culturi celulare și în modele experimentale animale cu AS: (1) Dezvoltarea NCs inovatori pentru livrarea eficientă a resolvinelor către leziunile aterosclerotice și (2) validarea preclinică a NCs încărcate cu resolvine și direcționate specific către placa AS. Originalitatea abordării terapeutice a proiectului rezidă în combinarea, pentru prima dată, a resolvinelor cu NCs direcționați către placa AS cu un potențial impact asupra sănătății, prin prevenirea evenimentelor cardiovasculare adverse la pacienții cu AS.
ABSTRACT: Cardiovascular diseases (CVD) are still the main widespread diseases which account for most death worldwide. Despite new therapeutics, a lack of innovative approaches for further improvement is apparent. CVD is primarily caused by atherosclerosis (AS), a systemic disease characterized by lipid deposition in the arteries' walls with an associated, chronic inflammatory process. Recent studies revealed that the chronic inflammation observed within AS lesions is a consequence of a failure in the resolution of inflammation. Therefore, the overall goal of the NANORES project is to improve the therapeutic interventions in CVD by a novel approach involving nanocarriers (NCs) for delivery of a cocktail of resolvins to AS plaque. We intend to develop and validate at the preclinical level an innovative therapeutic strategy employing NCs for localized delivery of anti-inflammatory and pro-resolving mediators to calm down the chronic inflammation, a hallmark of AS and tissue remodeling. We propose two scientific objectives that entail experiments in cell cultures and animal models of AS: (1) Development of innovative NCs for efficient delivery of resolvins to AS lesions, and (2) Preclinical validation of targeted resolvins-loaded NCs. We combine innovative targeted nanocarriers with resolvins to create a new drug-targeted system that has the potential to provide therapeutic alternatives for CVD with an impact on the prevention of adverse cardiovascular events in patients with AS.
Working hypothesis of NANORES project.We hypothesize that AS development can be halted using novel biomimetic nanocarriers (NCs) as a 'taxi' for resolvins to the site of vascular wall inflammation (for example in the aorta, coronary artery, carotid artery). We will design and manufacture NCs loaded with a cocktail of resolvins for effective delivery to the plaque. Accumulation at pathological sites can be achieved by passive targeting, exploiting the EPR effect or by active targeting of specific molecules expressed at sites of atherosclerotic lesions (i.e. VCAM-1, P-selectin or collagen IV) and biomimetic nanocarriers covered with membranes derived from activated monocytes to benefit from their natural homing into AS lesions.
REZULTATE
În cadrul proiectului NANORES s-au obținut și caracterizat, in vitro și in vivo, diferite tipuri de nanocărăuși încărcați cu mediatori lipidici pro-rezoluție a inflamației (resolvine), și anume nanoemulsii lipidice (LN/SPMs), nanoemulsii lipidice conjugate cu peptide de recunoaștere specifică a unor epitopi vasculari (T-LN/SPMs) și nanocărăuși biomimetici obținuți folosind membrane celulare derivate din monocite/ macrofage (Bio-LN/SPMs).
Nanocărăușii biomimetici încărcați cu resolvine dezvoltați de grupul nostru pot fi administrați in vivo fără efecte secundare, se acumulează în placa aterosclerotică a șoarecilor ApoE-deficienți (model experimental de ateroscleroză) și determină regresia acesteia prin mecanisme ce implică inhibarea adeziunii/ transmigrarii monocitelor prin stratul endotelial și promovarea unui fenotip anti-inflamator/ reparator M2 al macrofagelor în placa aterosclerotică.
DISEMINAREA ȘI VALORIFICAREA REZULTATELOR CERCETĂRII
Diseminarea rezultatelor științifice ale proiectului NANORES s-a realizat prin publicarea a 5 articole în reviste ISI „open access” cu factor de impact în cuartila Q1 și prin participarea cu prezentări orale (8) și postere (9) la Conferinte Naționale și Internaționale.
1. Articole publicate în reviste indexate in Web of Science (ISI)
1) Turtoi M, Anghelache M, Bucatariu SM, Deleanu M, Voicu G, Safciuc F, Manduteanu I, Fundueanu G, Simionescu M, Calin M. A novel platform for drug testing: Biomimetic three-dimensional hyaluronic acid-based scaffold seeded with human cells. Int J Biol Macromol. 2021 Aug 31; 185: 604-619. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2021.06.174. Epub 2021 Jul 1. PMID: 34216662. (Q1, Factor de impact 8.025)
2) Mocanu CA, Fuior EV, Voicu G, Rebleanu D, Safciuc F, Deleanu M, Fenyo IM, Virginie Escriou V, Manduteanu I, Simionescu M, Calin M, P-selectin targeted RAGE-shRNA lipoplexes alleviate atherosclerosis-associated inflammation, J Control Release. 2021 Oct 10; 338:754-772. doi: 10.1016/j.jconrel.2021.09.012. (Q1, Factor de impact 11.47)
3) Voicu G, Mocanu CA, Safciuc F, Anghelache M, Deleanu M, Cecoltan S, Pinteala M, Uritu CM, Droc I, Simionescu M, Manduteanu I, Calin M, Nanocarriers of shRNA-Runx2 directed to collagen IV as a nanotherapeutic system to target calcific aortic valve disease, Materials Today Bio, 100620 (Q1, Factor de impact 10.761)
4) Anghelache M,Voicu G, Deleanu M, Turtoi M, Safciuc F, Anton R, Boteanu D, Fenyo IM, Manduteanu I, Simionescu M, Calin M, Biomimetic Nanocarriers of Pro-Resolving Lipid Mediators for Resolution of Inflammation in Atherosclerosis, Adv Healthc Mater, 2023 Oct 18:e2302238. doi: 10.1002/adhm.202302238. (Q1, Factor de impact 11.092)
5) Varna M, Calin M, Gebeshuber IC. Advances in Natural and Bio-Inspired Nanoparticles for the Treatment of Cardiovascular Diseases. Nanomaterials 2023, 13, 3015.https://doi.org/10.3390/nano13233015 (Q1, Factor de impact 5.719)
2. Participare la conferințe științifice naționale și internaționale
2.1. Prezentari orale
1) Călin Manuela, Targeted therapies based on nanocarriers to reduce vascular inflammation, 7th Nanomaterials and Nanotechnology Meeting, 17-20 mai 2021, Ostrava, Cehia (on-line).
2) Călin Manuela, Nanocarriers-based drug delivery to specific targets of the inflamed vascular wall, a “23-a Conferinta Internationala „Materials, Methods & Technologies”, perioada 19-22 august 2021, Burgas, Bulgaria.
3) Călin Manuela, P-selectin directed RAGE-shRNA nanocarriers reduce atherosclerosis-associated inflammation in ApoE-deficient mice, Al 42-lea Simpozion Aniversar al Institutului de Biologie si Patologie Celulara “Nicolae Simionescu” organizat impreuna cu a 38-a Sesiune Stiintifica Anuala a Societatii Romane de Biologie Celulara, 4-6 noiembrie 2021, eveniment online.
4) Anghelache Maria, Mariana Deleanu, Mihaela Turtoi, Geanina Voicu, Ileana Manduteanu, Manuela Călin, Preparation and characterization of macrophage-membrane-coated nanoemulsions for delivery of specialized pro-resolving lipid mediators of inflammation, Al 42-lea Simpozion Aniversar al Institutului de Biologie si Patologie Celulara “Nicolae Simionescu” organizat împreună cu a 38-a Sesiune Stiintifica Anuala a Societatii Romane de Biologie Celulara, 4-6 noiembrie 2021, eveniment online.
5) Călin Manuela, “Biomimetic nanocarriers for targeted vascular inflammation resolution”, a “24-a Conferinta Internationala „Materials, Methods & Technologies”, 19-22 august 2022, Burgas, Bulgaria.
6) Călin Manuela, Biomimetic nanocarriers for inflammation resolution in atherosclerosis, ICBP-NS Annual Scientific Symposium with International Participation under the aegis of the Romanian Academy: “43 Years on the never-ending road of cardiovascular discoveries”, 8 Decembrie, Bucuresti, 2022.
7) Călin Manuela, “Macrophage membrane-coated lipid nanoemulsions as biomimetic carriers of specialized pro-resolving lipid mediators for targeting atherosclerotic plaque”, „ 24th Annual Conference on Material Science - Materials Research Society from Serbia” (YUCOMAT 2023), 4-8 septembrie 2023, Herceg Novi, Muntenegru.
8) Anghelache Maria, Voicu G., Deleanu M., Turtoi M., Safciuc F., Anton R., Boteanu D., Fenyo IM., Manduteanu I., Simionescu M., Calin M. “Macrophage membranes-functionalized lipid nanoemulsions as promising carriers of pro-resolving lipid mediators to atherosclerotic lesions”. Sesiunea Anuală comună IBPC NS - SRBC, din 16-18 noiembrie 2023, Bucuresti, Romania
2.2. Postere
1) M. Anghelache, M. Deleanu, M. Turtoi, G. Voicu, M. Calin, Preparation and Physico-Chemical Characterization of specialized pro-resolving lipid mediators (SPMs)-Loaded Nanoemulsions as Nanocarriers for Inflammation Resolution, The 18th International Conference on Nanosciences & Nanotechnologies (NN21), 6-9 iulie 2021, Salonic, Grecia.
2)G. Voicu, M. Turtoi, M. Anghelache, S. Bucatariu, M. Deleanu, F. Safciuc, I. Manduteanu, G. Fundueanu, M. Simionescu, M. Calin. A three-dimensional hyaluronic acid-based scaffold seeded with human cancer cells is a suitable platform for antitumoral drug screening. The 18th International Conference on Nanosciences & Nanotechnologies (NN21), 6-9 iulie 2021, Salonic, Grecia.
3) Călin M, Mocanu CA, Voicu G, Safciuc F, Manduteanu I, Simionescu M, “Endothelium-targeted RAGE-shRNA nanocarriers reduce atherosclerosis-associated inflammation “, 7th International Congress on Biomaterials & Biosensors” (BIOMATSEN2022), 22-28 April 2022, Fethiye–Mugla, Turkey.
4) Anghelache M, Deleanu M, Turtoi M, Voicu G, Călin M, Development of biomimetic nanocarriers for delivery of specialized pro-resolving lipid mediators (SPMs) to atherosclerotic plaque, a “24-a Conferinta Internationala „Materials, Methods & Technologies”, 19-22 august 2022, Burgas, Bulgaria.
5) Voicu G, Anghelache M, Deleanu M, Turtoi M, Safciuc F, Călin M, Dual targeted lipid nanoemulsions for vascular delivery of specialized pro-resolving lipid mediators in atherosclerosis, a “24-a Conferinta Internationala „Materials, Methods & Technologies”, 19-22 august 2022, Burgas, Bulgaria.
6) Anghelache M, Deleanu M, Anton R, Turtoi M, Voicu G, Manduțeanu I, Simionescu M, Călin M, Development of biomimetic nanocarriers for delivery of pro-resolving mediators to atherosclerotic plaque, International Conference and 39 Scientific Session of the Romanian Society for Cell Biology (RSCB), Cluj-Napoca Romania, October 2022. (E-Poster).
7)Voicu G, Anghelache M, Deleanu M, Turtoi M, Safciuc F, Manduțeanu I, Simionescu M, Călin M, Design of dual-targeted lipid nanoemulsions for vascular delivery of specialized pro-resolving lipid mediators in atherosclerosis, International Conference and 39 Scientific Session of the Romanian Society for Cell Biology (RSCB), Cluj-Napoca Romania, October 2022. (E-Poster).
8) Anghelache M., Deleanu M., Anton R., Turtoi M., Voicu G., Manduteanu I., Simionescu M., Calin M. “Specialized pro-resolving mediators (SPMs)-loaded nanoemulsions as promising biomimetic nanocarriers for inflammation resolution”. The 47th FEBS Congress, 8-12 July 2023, Tours, France (poster selectat pentru prezentare orală).
9) Voicu G., Anghelache M., Deleanu M., Turtoi M., Safciuc F., Anton R., Manduteanu I., Simionescu M., Calin M. “Dual targeting of resolvins-loaded nanoparticles to VCAM-1 and collagen IV assure their delivery to the aorta of atherosclerotic mice”. The 47th FEBS Congress, 8-12 July 2023, Tours, France (poster).
RAPORTARE/ DISEMINARE ETAPA 1-2021 
RAPORTARE/ DISEMINARE -ETAPA 2/2022
RAPORTARE/ DISEMINARE -ETAPA 3/2023