Obszar badań:
Chemia nukleozydów, nukleotydów i kwasów nukleinowych dla technologii molekularnych jako bioterapeutyki, nanomateriały i sondy molekularne:
Nukleozydy i nukleotydy uczestniczą w wielu kluczowych procesach metabolicznych zachodzących w żywych komórkach. Nukleozydy są komponentami kwasów nukleinowych a ich fosforanowe pochodne, nukleotydy, odgrywają ważną rolę w metabolizmie i przekazywaniu sygnałów w komórce. Wiele leków, szczególnie przeciwwirusowych i przeciwnowotworowych jest pochodnymi i analogami nukleozydów, nukleotydów oraz coraz częściej kwasów nukleinowych. Pochodne adenozyny wykorzystywane są jako modulatory aktywności receptorów purynergicznych o dużym potencjale terapeutycznym.
Syntetyczne kwasy nukleinowe są szeroko stosowane min. w biologii molekularnej, inżynierii genetycznej i diagnostyce medycznej. Zastosowania kwasów nukleinowych jako materiałów do konstrukcji bioczujników, nanourządzeń, leków znacznie rozszerzają zakres ich obecnych i przyszłych zastosowań.
Modyfikacja struktury chemicznej ma na celu nie tylko optymalizację oddziaływania potencjalnego leku z jego obiektem docelowym takim jak enzymy, receptory, białka transportujące, kwasy nukleinowe i inne, ale też poprawę farmakokinetyki: wchłaniania, dystrybucji i metabolizmu w tym trwałości leku i jego wydalania. W Pracowni Chemii Medycznej Instytutu Biologii Medycznej PAN od szeregu lat prowadzone są badania nad wykorzystaniem klasterów boru do modyfikowania zarówno kwasów nukleinowych jak i ich komponentów nukleozydowych w uzyskiwania nowych właściwości i aktywności biologicznych.
Przedmiotem naszych prac jest min. nowa klasa modyfikowanych nukleozydów i oligonukleotydów zawierających klastery boru oraz kompleksy klasterów boru z metalami (metalokarborany). Unikalną cechą struktury modyfikowanych DNA/RNA-oligonukleotydów zawierających klastery boru jest połączenie komponentu bioorganicznego niosącego informację genetyczną (fragment kwasu nukleinowego) oraz niosącego określoną funkcję komponentu nieorganicznego (grupa karboranylowa lub metalokarboranylowa). Prowadzimy badania nad syntezą oraz właściwościami chemicznymi, fizykochemicznymi i biologicznymi tych połączeń. Badania te obejmują pochodne nukleozydów jako potencjalne leki przeciwwirusowe, modulatory receptorów purynergicznych, pochodne DNA/RNA-oligonukleotydów o aktywności przeciwwirusowej i przeciwnowotworowej (antysensowe oligonukleotydy), nukleozydy i oligonuklotydy jako nośniki boru w terapii nowotworów metodą wychwytywania neutronów przez bor (BNCT), a także badania nad nowymi znacznikami oligonukleotydów i ich komponentów, w tym znacznikami elektrochemicznymi DNA/RNA-oligonukleotydowych sond molekularnych dla molekularnej diagnostyki medycznej. Jednym z nowych nurtów naszych badań jest synteza nanokonstruktów klasterów boru i DNA-oligonukleotydów i wykorzystanie ich jako nośników terapeutycznych kwasów nukleinowych.
Słowa kluczowe: modyfikowane nukleozydy, nukleotydy i kwasy nukleinowe, bor, karborany, metalokarborany, sondy molekularne, terapeutyczne DNA/RNA-oligonukleotydy, BNCT, leki przeciwwirusowe, nanomateriały.
