W oparciu o rekomendację polsko-indyjskiej wspólnej komisji ds. wyboru projektów Narodowa Agencja Wymiany Akademickiej podjęła decyzję o finansowaniu 19 projektów, które będą realizowane w latach 2020-21 przez polskie i indyjskie instytucje akademickie i naukowe. Laureatkami programu zostały badaczki z Wydziału Chemii UJ i Małopolskiego Centrum Biotechnologii.

Celem programu jest wsparcie mobilności naukowców realizujących projekty badawcze, uzgodnione i prowadzone wspólnie przez partnerów z Polski i Indii. Środki na projekty są przeznaczone na pokrycie kosztów podróży i pobytów naukowców, z wyłączeniem finansowania samych badań, które musi być zagwarantowane z innych źródeł.

Grant w programie zdobyła dr hab. Małgorzata Brindell, prof. UJ, która z chemikami z SRM Instytutu Nauki i Technologii w Kattankulathur zrealizuje projekt Funkcjonowanie liposomu do dostarczania polipirydylowych kompleksów Ru(II) w celowanej terapii nowotworów piersi. Nowotwór piersi jest drugim najczęściej występującym nowotworem wśród kobiet. Jedna z grup leków przeciwnowotworowych są związki oparte na kompleksach platyny. Leki te pomimo częstego wykorzystania w terapii mają ograniczoną skuteczność z powodu oporności nabytej, a także powodują liczne skutki uboczne.

- Kompleksy rutenu zaproponowano jako ciekawą alternatywę dla leków opartych na kompleksach platyny. Wykazują one dużą aktywność przeciwnowotworową. Można je niemal dowolnie projektować, wykorzystując bogactwo i różnorodność ligandów organicznych. Jednak ich zastosowanie jest wciąż ograniczone ze względu na dużą toksyczność, którą można znacznie obniżyć poprzez zwiększenie specyficzności w ich dotarciu do tkanki nowotworowej dzięki zastosowaniu odpowiednich nośników. Głównym celem niniejszego projektu jest zaprojektowanie odpowiednich nośników ukierunkowanych na specyficzny receptor dla nowotworów sutka, w których będą enkapsulowane kompleksy rutenu, co znacznie obniży ich profil toksyczności - tłumaczy dr hab. Małgorzata Brindell, prof. UJ.

Realizacja niniejszego projektu wymagana współpracy ze strony różnych ekspertów. Główny badacz z Indii dr Mani Ganeshpandian ma duże doświadczenie w projektowaniu kompleksów rutenu oraz prowadzi badania nad ukierunkowanym dostarczaniem tych związków przy użyciu nanocząstek złota i liposomów. Dr hab. Małgorzata Brindell, prof. UJ ma doświadczanie w badaniach in vitro nowotworów związanych z testowaniem kompleksów rutenu pod kątem ich działania cytotoksycznego i przeciwprzerzutowego. - Spodziewamy się, że ścisła współpraca uwzględniająca wymianę zarówno kierowników projektu, jak i młodej kadry naukowej oraz studentów przyniesie ogromną korzyść naukową oraz pozwoli zacieśnienie współpracy pomiędzy obydwoma ośrodkami - dodaje badaczka z Zakładu Chemii Nieorganicznej UJ.

Laureatką programu została także dr Anna Czarna z Małopolskiego Centrum Biotechnologii. Projekt Struktura, funkcje i aktywacja bakteryjnych kompleksów toksyna-antytoksyna typu III zakłada współpracę z badaczami z Indyjskiego Instytutu Nauki w Bengaluru. Jak przekonuje dr Anna Czarna, systemy toksyna-antytoksyna (TA) to prokariotyczne, dwuczęściowe moduły genetyczne, które biorą udział szeregu procesów istotnych w fizjologii bakterii. Uczestniczą one m.in. w stabilizacji plazmidów, obronie przed infekcjami fagowymi, regulacji odpowiedzi bakterii na stres w tym w procesach warunkujących oporność na antybiotyki. Na podstawie organizacji modułów funkcjonalnych systemy TA pogrupowano w pięć klas (I-V). Interesujące w zakresie tego projektu systemy TA typu III składają się z białkowej toksyny i niekodującego RNA stanowiącego antytoksynę. Moduły TA są najczęściej kodowane w bicistronowych operonach, gdzie zakodowana jest toksyna i jednocześnie odpowiadającą jej antytoksyna. W stanie homeostazy w komórkach bakteryjnych występują kompleksy TA, a więc toksyna pozostaje w stanie nieaktywnym (jej aktywność jest zahamowana przez antytoksynę). W warunkach stresowych antytoksyna ulega inaktywacji i uwalnia aktywność toksyny.

W zależności od konkretnego systemu uwolniona toksyna oddziałuje z różnymi składnikami komórkowymi, np. hamuje ekspresję genów, tworzenie ścian komórkowych, wytwarzanie ATP, co prowadzi do szeregu efektów. W przypadku aktywacji niektórych systemów dochodzi do śmierci komórek. W innych przypadkach do powstawania przejściowo uśpionej, nieaktywnej metabolicznie komórki.

- Komórki takie są przejściowo niewrażliwe na antybiotyki. W związku z tym manipulacja aktywnością systemów toksyna-antytoksyna przy pomocy związków niskocząsteczkowych posiada znaczący potencjał terapeutyczny. Aktywacja wybranych systemów TA może prowadzić bezpośrednio do śmierci komórki. Z kolei zablokowanie aktywności innych toksyn u bakterii chorobotwórczych stanowi potencjalną strategię wspomagającą antybiotykoterapię. Te założenia opierają się na stosunkowo fragmentarycznej wiedzy o systemach TA, jaką dotychczas udało się uzyskać. Ich weryfikacja eksperymentalna stanowi przewodni cel współpracy polsko-indyjskiej planowanej do rozszerzenia w ramach niniejszego projektu - mówi dr Anna Czarna.