სამედიცინო დანიშნულების მულტიფუნქციონალური მაგნიტური ნანოსისტემის სინთეზი ინოვაციური ტექნოლოგიით

“სამედიცინო დანიშნულების მულტიფუნქციონალური მაგნიტური ნანოსისტემისსინთეზი ინოვაციური ტექნოლოგიით” (2019–2023წწ., ხელმძღვ. შალვა კეკუტია).მოცემულ პროექტში დაგეგმილი იყო არსებული კონტროლირებადი თანადალექვის მეთოდის ავტომატიზირებული უწყვეტი ტექნოლოგიური ხაზის გაფართოება/ მოდერნიზაცია ფუნქციონალური მნნწ სინთეზისთვის და პროტოტიპის შექმნა. კერძოდ, მაგნიტური ნანოსითხის (მნს) სტაბილიზაციისა და მონოდისპერსიულობის გასაუმჯობესებლად, ასევე სინთეზის აღწარმოებადობის ასამაღლებლად დაგეგმილი იყო არსებულ უწყვეტ ტექნოლოგიურ ხაზში ელექტროჰიდრავლიკური დანადგარის, ულტრაბგერითი რეაქტორისა და ინერტული აირის სისტემის (შლენკის ხაზის) ჩართვა. ასევე, პროექტის ძირითად მიზანს წარმოადგენდა ჩვენს მიერ მოდერნიზებული ავტომატური ქიმიური ტექნოლოგიური ხაზის მეშვეობით სამედიცინო დანიშნულების მულტიფუნქციონალური მნნწ-ების სინთეზი, სინთეზის პროცესის აღწარმოებადობის ამაღლება და სინთეზირებული ნიმუშების სიმსივნურ უჯრედებზე ზემოქმედების შესწავლა, რაც წარმატებით დასრულდა.ამგვარად, პროექტის მიზნების განსახორციელებლად შემუშავებული იქნა ეფექტური სტრატეგია სასურველი პარამეტრების ნანონაწილაკების მიღებისა და აღწარმოებადი ტექნოლოგიის დასახვეწად. შემოთავაზებული ინოვაციური ტექნოლოგიამ საშუალებას მოგვცა განგვეხორციელებინა ბიოსამედიცინო გამოყენების რკინის ოქსიდის ნანონაწილაკების (რონნწ) სინთეზის, მოდიფიცირებისა და მულტიფუნქციონალიზაციის ცალკეული პროცედურები ერთ ტექნოლოგიურ ციკლშიკონკრეტული ამოცანის შესაბამისი ფიზიკურ-ქიმიური მახასიათებლების მქონე მაგნიტური ნანოსისტემების მისაღებად. ამ მიზნით განხორციელდა რონნწ-ების შემოგარსვა, სიმსივნის საწინააღმდეგო პრეპარატით დატვირთვა, მიმმართველ ლიგანდებთან შეუღლება და მიღებული მულტიფუნქციონალური ნანონაწილაკების (ნნწ) ფიზიკურ ქიმიური თვისებების კვლევა. კერძოდ, შესწავლილ იქნა მულტიფუნქციონალური ნანონაწილაკების კრისტალური სტრუქტურა (რენტგენული სხივების დიფრაქცია), ქიმიური შემადგენლობა და მოდიფირების ხარისხი (ფურიე გარდაქმნის ინფრაწითელი სპექტროსკოპია), მაგნიტურ-ოპტიკური მახასიათებლები (მერხევი ნიმუშის მაგნიტომეტრია და ულტრაიისფერი და ხილული სპექტროფოტომეტრია), ჰიდროდინამიური ზომები (სინათლის დინამიური გაბნევა), ზომების მიხედვით განაწილება და კოლოიდური სტაბილურობა (სინათლის ელექტროფორეტიკული გაბნევა).

პროექტის განხორციელების შედეგად შეიქმნა მოდერნიზებული ელექტროჰიდრავლიკური განმუხტვის დანადგარი და ბიოთავსებადი ფუნქციონალური რკინის ოქსიდის ნანონაწილაკების შემცველი ნანოსისტემების სინთეზის ავტომატიზირებული ტექნოლოგიური ხაზის პროტოტიპი. შეძენილი იქნა სინთეზისა და კვლევისათვის აუცილებელი აპარატურა/ხელსაწყოები. ჩამოყალიბდა ცალკე მიმართულება ჩვენს კვლევით ინსტიტუტში – ნანოკომპოზიტების ლაბორატორია, რომლის უმთავრესი მიზანია სამედიცინო დანიშნულების მაგნიტურინანოსისტემების გამოყენება და წარმოება. კვლევის შედეგები მოხსენებული იქნა საერთაშორისო კონფერენციებზე და გამოქვეყნდა სტატიები მაღალ რეიტინგულ ჟურნალებში.

კვლევის საბოლოო ეტაპზე განხორციელდა მიღებული მაგნიტური ნანოსისტემების ანტისიმსივნური მოქმედების in vitro და in vivo შესწავლა, როგორც შეღწევადობის ისე ციტოტოქსიურობის შესაფასებლად. აღებულ იქნა რამდენიმე სიმსივნური ხაზი, მათ შორის MEC1 ქრონიკული ლიმფოციტური ლეიკემიის უჯრედული ხაზი, RM1- პროსტატის სიმსივნის უჯრედული ხაზი, MDA-MB-468 და 4T1 მკერდის კიბოს სიმსივნური უჯრედული ხაზი. ხოლო in vivo კვლევებისთვის გამოყენებული იყო CD 1 თაგვის ხაზი. აღნიშნულ სიმსივნურ ხაზებსა და თაგვებზე მოხდა განსხვავებული კომბინაციების ნანოსისტემებისა და სხვადასხვა კონცენტრაციის ქიმიოთერაპიული აგენტის მოქმედების შეფასება. ციტოტოქსიურობა შეფასდა MTT მეთოდის დახმარებით, კერძოდ გადარჩენილი უჯრედების რაოდენობა იზომებოდა სპექტროფოტომეტრიით 570 ნმ ტალღის სიგრძეზე ELISA წამკითხველის დახმარებით. ხოლო ნანოსისტემის შეღწევადობა შეფასდა ფლოურესცენტული მიკროსკოპიის საშუალებით, კერძოდ მომზადდა ყველა ნიმუშის ციტოპრეპი და შემდეგ ნიმუშებზე დაკვირვება ფლუორესცენტული მიკროსკოპით (zeiss). შედეგად გამოვლინდა რომ აღნიშნული ნანოსისტემები ხასიათდებიან ორგანიზმში სწრაფი შეღწევადობით, რაც დასტურდება CD1 ხაზის თაგვებზე ჩატარებული in vivo კვლევით. ხოლო ეფექტური ანტისიმსივნური მოქმედება დადასტურდა in vitro კვლევით, სადაც თითქმის ყველა უჯრედულ ხაზში დაფიქსირდა ძლიერი ციტოტოქსიური ეფექტი.