Opracowanie i charakterystyka biokompozytów o właściwościach anty-wirulentnych i anty-bakteryjnych wobec biofilmu Pseudomonas aeruginosa

Typ projektu: NCN OPUS 11
Kierownik projektu UW: prof. dr hab. Zuzanna Drulis-Kawa
Koordynator INTiBS: prof. dr hab. Rafał Wiglusz
Konsorcjum: Lider: Uniwersytet Wrocławski
Partner: Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych im. Włodzimierza Trzebiatowskiego Polskiej Akademii Nauk
Numer projektu: 2016/21/B/NZ6/01157
Opis projektu:
Pseudomonas aeruginosa jako oportunistyczny patogen stanowi poważne problem w terapii zakażeń, ze względu na naturalną oporność na większość antybiotyków i dużą plastyczność genomu, która umożliwia szybkie dostosowanie do pojawiających się zmian środowiskowych. Jednym z krytycznych czynników utrudniających eradykację P. aeruginosa jest tworzenie przez patogen biofilmu, czyli „społeczności” mikroorganizmów przytwierdzonych do powierzchni za pomocą macierzy zewnątrzkomórkowej. Biofilm bakteryjny jest jedną ze strategii przetrwania wielu patogenów. Większość chorób zakaźnych powodowana jest przez drobnoustroje żyjące w formie biofilmu, a jego powstawanie kontrolowanej jest przez mechanizm quorum sensing (QS). Badania mające na celu hamowanie procesu tworzenia biofilmu doprowadziły to odkrycia bioaktywnych związków anty-QS wytwarzanych zarówno przez organizmy prokariotyczne jak i eukariotyczne. Substancje te hamując komunikację między bakteriami osłabiają ich wirulencji, co ułatwia ograniczenie infekcji przez układ odpornościowy gospodarza. Jednocześnie do zwalczanie biofilmu wykorzystuje się naturalnych wrogów bakterii – bakteriofagów, czyli wirusów bakteryjnych. Głównym celem proponowanego projektu jest opracowanie innowacyjnej technologii, która będzie dotyczyć syntezy hydrożeli i komponowania ich ze związkami o aktywności antybakteryjnej. Badania będą skoncentrowane na tworzeniu nowych biokompozytów zawierających infekcyjne cząstki fagowe, furanony i miedź, w celu oceny ich biozgodność, właściwości antybakteryjnych, anty-wirulentnych, i anty-biofilmowych. W projekcie zostaną określone własności fizyko-chemiczne otrzymanych biomateriałów oraz ich wpływ na biologię patogenu. Projekt ma charakter interdyscyplinarny łącząc w sobie różne obszary, takie jak nauki przyrodnicze (mikrobiologia, wirusologia) i nanotechnologia (synteza i modyfikacja powierzchni materiałów). Do chwili obecnej nie istnieją żadne opublikowane prace dotyczące bioaktywnych hydrożeli w połączeniu z składnikami anty-bakteryjnymi jak furanony czy wiriony fagowe. Spodziewamy się osiągnąć znaczący postęp w obu dziedzinach, w których wiedza uzyskana przez nauki przyrodnicze przyczyni się do rozwoju na polu nanotechnologii. Projekt ma poszerzyć wiedzę podstawową dotyczącą możliwości skutecznego łączenia komponentów o właściwościach anty-bakteryjnych przeciwko Pseudomonas. Uzyskane wyniki poszerzą stan wiedzy w dziedzinie inżynierii nanobiomateriałów i umożliwią projektowanie nowych strategii o potencjale terapeutycznym.