O projekcie

Brak formulacji zapewniających uszczelnianie i wzmacnianie naczyń krwionośnych w oku wynika z niemożności dostarczenia związków aktywnych, które wykazują wymagane działanie. Zarówno krople do oczu, jak i maści nie zapewniają systemów ciągłego dostarczania związków aktywnych ważnych dla zapobiegania retinopatii cukrzycowej. Dlatego też niniejszy projekt poszukuje rozwiązania tego ważnego problemu. Liczne doniesienia naukowe wskazują na możliwość działania ochronnego i terapeutycznego wybranych związków pochodzenia naturalnego z grupy polifenoli [2–7]. Jednak dostarczenie polifenoli do naczyń w oku w stężeniu zapewniającym ich działanie jest niemożliwe ze względu na ich niską biodostępność przy podawaniu doustnym i brak systemów mechanizmu aktywnego transportu do miejsca działania w oku.

W związku z tym pojawiają się pytania:

• Czy możliwe jest osiągnięcie skutecznego stężenia polifenoli przy ich ciągłym miejscowym podawaniu?

• Jakie grupy polifenoli wykazują najskuteczniejsze działanie profilaktyczne i terapeutyczne wobec naczyń ocznych zajętych przez retinopatię cukrzycową?

Na postawione pytanie można odpowiedzieć, realizując następujące hipotezy badawcze:

• Systemy dostarczania zawierające wybrane polifenole połączone z koformatorem (np. polimerem) zapewniającym kontrolowane uwalnianie w środowisku oka stanowią optymalne i długo działające systemy terapeutyczne.

•  Przeprowadzenie badań in silico w celu przewidzenia efektów farmakologicznych lub profilaktycznych przeciwko zmianom obserwowanym podczas retinopatii cukrzycowej pozwoli na wybór terapeutycznego systemu polifenoli o najsilniejszych efektach.

•  Absorpcja warstwy systemu dostarczania polifenoli na powierzchni szkła kontaktowego zapewnia funkcjonalne i bezpieczne dostarczanie polifenoli obecnych w systemie terapeutycznym.

Dlatego dr inż. Natalia Rosiak proponuje wykorzystanie (i) dokowania molekularnego w celu selekcji związków o potencjale przeciwcukrzycowym w celu wybrania koformatorów, które mogą tworzyć najkorzystniejsze interakcje z lekiem, (ii) potężnego narzędzia analitycznego Design of Experiment (DoE) w celu optymalizacji procesu mielenia, dzięki czemu możliwe będzie skrócenie czasu, obniżenie kosztów i zaprojektowanie systemów dostarczania polifenoli (w matrycy koformatorów) charakteryzujących się poprawioną rozpuszczalnością, co przełoży się na poprawę aktywności biologicznej, (iii) atramentowego druku 2D - (technologia precyzyjnego dawkowania leków) do przygotowania soczewek kontaktowych powlekanych systemem polifenolowym o właściwościach przeciwcukrzycowych (w szczególności angiopatii cukrzycowej).

W rezultacie zostaną uzyskane systemy dostarczania polifenoli o zwiększonej rozpuszczalności, aktywności biologicznej i kontrolowanym uwalnianiu z soczewek kontaktowych do oka.

 Literatura

1. Cole, J.B.; Florez, J.C. Genetics of diabetes mellitus and diabetes complications. Nat. Rev. Nephrol. 2020, 16, 377–390 DOI.

2. Chanaj-Kaczmarek, J.; Rosiak, N.; Szymanowska, D.; Rajewski, M.; Wender-Ozegowska, E.; Cielecka-Piontek, J. The Chitosan-Based System with Scutellariae baicalensis radix Extract for the Local Treatment of Vaginal Infections. Pharmaceutics 2022, 14, 740, DOI.

3. Paczkowska-Walendowska, M.; Miklaszewski, A.; Michniak-Kohn, B.; Cielecka-Piontek, J. The Antioxidant Potential of Resveratrol from Red Vine Leaves Delivered in an Electrospun Nanofiber System. Antioxidants 2023, 12, DOI.

4. Wang, X.; Li, H.; Wang, H.; Shi, J. Quercetin attenuates high glucose-induced injury in human retinal pigment epithelial cell line ARPE-19 by up-regulation of miR-29b. J. Biochem. 2020, 167, 495–502, DOI.

5. Millán, I.; Desco, M.D.C.; Torres-Cuevas, I.; Pérez, S.; Pulido, I.; Mena-Mollá, S.; Mataix, J.; Asensi, M.; Ortega, Á.L. Pterostilbene Prevents Early Diabetic Retinopathy Alterations in a Rabbit Experimental Model. Nutrients 2019, 12, DOI.

6. Rosiak, N.; Tykarska, E.; Cielecka-Piontek, J. Myricetin Amorphous Solid Dispersions—Antineurodegenerative Potential. Molecules 2024, 29, 1287, DOI.

7. Zhang, T.; Mei, X.; Ouyang, H.; Lu, B.; Yu, Z.; Wang, Z.; Ji, L. Natural flavonoid galangin alleviates microglia-trigged blood–retinal barrier dysfunction during the development of diabetic retinopathy. J. Nutr. Biochem. 2019, 65, 1–14, DOI.