La nivel national si european, proiectul reprezinta o contributie la dezvoltarea chimiei nanoconjugatelor de incluziune de tip ciclodextrina-medicament cu rol de agenti anti-HIV si antimicotici cu eliberare controlata  (nanomedicamente),  domeniu prioritar al ariei europene de cunoastere (European Knowledge Area).
Ratiunile economice si cele legate de protectia mediului inconjurator promoveaza dezvoltarea unor noi tehnici economice, ecologice si etice de preparare si testare a nanoconjugatelor de incluziune. La aceasta provocare se poate raspunde prin imbinarea pregatirii profesionale in domenii complementare cat mai variate care includ chimia, fizica, bilologia si medicina.
          Acest deziderat  a fost realizat pe parcursul acestui proiect prin parteneriatele consortiului propus. De asemenea, acest proiect a avut menirea sa contribuie la specializarea tinerilor cercetatori (activitatea de training pentru doctoranzi), o prioritate a politicii la nivel national legata de cresterea nivelului de educatie si a numarului de tineri instruiti.

REZUMAT
Nanoconjugate ale ciclodextrinelor cu principii active anti-HIV si antimicotice (CICLOMED)
2-CEex06-D11-106

          Proiectul 2 CEex06-11-106 intitulat Nanoconjugate ale ciclodextrinelor cu principii active anti-HIV si antimicotice este un consortiu format din 5 parteneri : Institutul de Chimie Macromoleculara Petru Poni Iasi (coordonator), Universitatea Tehnica Gh Asachi Iasi (Partener 1), Universitatea de Stiinte Agricole si Medicina Veterinara Iasi (Partener 2), Universitatea Al I Cuza, Iasi (Partener 3) si Centrul de Chimie Organica C D Nenitescu (partener 4). Proiectul a avut un buget total de 1.498.897,00 RON din care 437.598 RON au fost utilizati pentru achizitionarea de echipamente (Spectrometru de Masa de catre coordonator), contribuind la realizarea unei retele eficiente de colaborare si cercetare interdisciplinara intre cei 5 parteneri mentionati cu inalte rezultate stiintifice.

          Proiectul este bazat pe sinteza si caracterizarea de nanoconjugate de tip gazda-oaspete ale ciclodextrinelor si medicamentelor anti-HIV si antimicotice in vederea cresterii biodisponibilitatii si eficientei moleculelor de medicament incluse in organismele vii. Dupa cum se citeaza in literatura medicala,  prevalenta infectiilor fungice grave a crescut dramatic in ultimii 20 de ani (207%), fungii sunt al 4 lea agent infectios nosocomial si reprezinta agentul etiologic care determina  5% din decesele survenite in lumea intreaga.

          Tema abordata se refera la sinteza si caracterizarea unor noi complecsi de incluziune ai sulconazolului nitrat si ai 5-flucitozinei cu ciclodextrinele native (α-, β-, γ- ciclodextrina (CD)) si derivatii de β-ciclodextrina (metil- (M) si hidroxipropil β-beta ciclodextina (HP)) la care se aduuga testarea biologica a complecsilor cu β-ciclodextrina si HP-β-ciclodextrina, in vederea obtinerii unor noi transportori de substante biologic active si utilizarii lor in practica medicala.      

          Cercetarile au fost orientate pe directia sintezei complecsilor de incluziune prin 3 metode alternative si compararea eficientei acestora, testarea comportamentului indus medicamentului hidrofob de interactia cu CD in solutii apoase, caracterizarea structurala a complecsilor obtinuti in faza lichida si solida, determinarea constantelor de stabilitate ale complecsilor de incluziune medicament antimicotic/ciclodextrina si testarea biologica a complecsilor sulconazol nitrat/β-CD, sulconazol nitrat/HP-β-CD, flucitozina/β-CD si flucitozina/ HP-β-CD.

          In cadrul proiectului de cercetare au fost sintetizati 36 de noi complecsi ai sulconazolului nitrat si 5-flucitosinei cu α-, β-, γ-, hidroxipropil-, metil-β-CD si sulfat-β-CD prin trei metode de sinteza diferite. Sintezele au fost realizate in apa distilata prin liofilizare, ultrasonare si coprecipitare (pentru compararea eficientei celor 3 metode). In urma compararii datelor experimentale obtinute s-a concluzionat ca metoda optima de sinteza a acestor tipuri de complecsi este liofilizarea. Eficienta sporita a liofilizarii este ilustratata de randamentul de reactie crescut, ce a variat de la 80 la 97%. In contrast ultrasonicarea, determina randamente de reactie mult mai reduse (20-25%), dar si o cristalinitate crescuta si o mai mare ordonare a compusilor de incluziune sintetizati. Rezultatele experimentarilor sunt dependente si de natura ciclodextrinei utilizate, astfel experimentele comparative au ilustrat ca β-ciclodextrina si derivatii sai sunt mult mai apti pentru procesul de includere al celor doua medicamente antifungice testate, sulconazolul nitrat si 5-flucitozina, datorita dimensiunii adecvate a cavitatii interne pentru patrunderea moleculelor de medicament.

          Nanoconjugatele ciclodextrina medicament au fost caracterizate in faza lichida (1H-NMR si spectroscopie UV-vis) si in faza solida (FT-IR, DRX, DSC, TGA, SEM), si s-a observat ca incluziunea este mult mai eficienta in cazul β-ciclodextrinei si a derivatilor sai, decat in cazul celorlalte ciclodextrine native.

          Solubilitatea de faza a sistemelor medicament/ciclodextrina a fost determinata  in apa distilata prin metode de spectroscopie UV si s-a observat ca toate ciclodextrinele considerate maresc solubilitatea sulconazolului nitrat respectiv a flucitozinei in apa, medicamente cunoscute ca fiind medicamente antifungice cu solubilitate redusa in apa. In urma analizarii datelor experimentale s-a observat o crestere a solubilitatii medicamentului de peste 30 ori in prezenta de β-ciclodextrina. Acest comportament recomnada structurile sintetizate medicament antimicotic/ β-ciclodextrina ca potentiali transportori de medicamente cu eficienta sporita in practica medicala.

          Constantele de legare medicament-CD au fost determinate prin spectroscopie UV-vis utilizand doua metode comparative, Rose Drago si aproximarea Hildebrand Benesi, iar valorile obtinute prin cele doua metode sunt suficient de crescute pentru a sugera o buna stabilitate in timp a complecsilor de incluziune.

          Eficacitatea antimicotica a complecsilor de incluziune sulconazol nitrat si flucitozina cu β-ciclodextrina si a derivatilor sai a fost testata si s-a observat o reducere a concentratiei inhibitorii minime, corelata cu reducerea dozei minime de actiune administrata.

          Toxicitatea complecsilor de incluziune a fost testata in vivo si s-a observat o crestre a dozei letale 50, impreuna cu reducerea tuturor reactiilor adverse induse de administrarea celor doua medicamente sub forma de comlecsi de incluziune in practica terapeutica.

          A doua directie de cercetare abordata se refera la proprietatile farmacologice ale medicamentului 3-azido-3’-deoxitimidina (AZT), principalul agent anti-HIV folosit la inhibarea enzimei RT in terapia sidromului imunodeficitar (SIDA). Datorita efectelor sale secundare, acest medicament a declansat in ultimele doua decade o sustinuta campanie de contestare in lumea medicala. In cadrul proiectului de cercetare a fost preparat primul complex de incluziune al unei ciclodextrine sulfonate cu 3-azido-3’-deoxitimidina (AZT). In acest scop s-a realizat prima sulfonare regioselectiva a β-ciclodextrinei cu formula βCD(SO3Na)4. Acest intermediar a fost caracterizat prin analiza elementala, spectrometrie FT-IR , 13C  RMN si 1H RMN si complexat cu AZT prin liofilizare. Produsul de incluziune are o compozitie stoechiometrica corespunzatoare formulei βCD(SO3)4-AZT

          Testele preliminare de activitate anti-HIV ale  complexului βCD(SO3Na)4 / AZT au relevat urmatoarele proprietati performante ale sistemului studiat in comparatie cu farmacologia  3-azido-3’-deoxitimidinei:

- diminuarea toxicitatii (CC50) a agentului anti-HIV AZT de 295,4/029 = 1018 ori;
- cresterea indeciului CC50/EC50 de 24616/363 = 67.8 ori.
- activitatea exprimata de indicele EC50 creste odata cu perioada de incubare si atinge dupa 10 ore o valoare egala cu cea a agentului AZT. Acest rezultat este  efectul eliberarii controlate a moleculei AZT din complex in tesuturile limfatice.