The object of research, development or design (in Russian) : Объект исследования - тиолированные и ПЭГилированные кремнийорганический наночастицы для терапии рака, их характеристика, свойства, взаимодействие с клеточными культурами и живыми системами. Текущий проект «Разработка новых систем доставки лекарств на основе тиолированных и ПЭГилированных кремнийорганических наночастиц для терапии рака» направлен на использование кремнийорганических наночастиц для проектирования и разработки новой системы доставки лекарств (СДЛ) для лечения рака. При разработке системы доставки лекарств важно изучить ее биосовместимость. Нет прямых доказательств токсичности наночастиц кремнезема, о влиянии наночастиц кремнезема на здоровье человека. Этот проект будет направлен на получение важных данных о профилях токсичности, биосовместимости и биоразложения кремнийорганических наночастиц как in vitro, так и in vivo. Это будет осуществляться путем исследования токсикологических свойств наночастиц кремнезема, а также их биосовместимости, гемосовместимости, локализации в клетках, кинетики высвобождения лекарств, биораспределения, путей выведения, что подразумевает важные аспекты для их применения в биомедицинской и фармацевтической областях.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу объектісі – онкологиялық ауруларды емдеуге арналған тиолданған және ПЕГильденген кремнийорганикалық нанобөлшектері, олардың сипаттамалары, қасиеттері, торша өсінділерімен және тірі жүйелермен әрекеттесуі. Ағымдағы жоба «Онкологиялық терапия үшін тиолдандырылған және ПЭГиленген кремнийорганикалық нанобөлшектерге негізделген дәрі-дәрмек жеткізудің жаңа жүйелерін әзірлеу» жоба кремнийорганикалық нанобөлшектерден ісік ауруын емдеуде қолданатын жаңа дәрі-дәрмек жеткізу жүйесін (ДДЖЖ) жобалау мен әзірлеуге бағытталған. Дәрі-дәрмек жеткізудің жаңа жүйесін әзірлеуде, нанобөлшектердің биоүйлесімділігін зерттеу маңызды аспектінің бірі болып табылады Кремнийорганикалық нанобөлшектердің уыттылығы туралы дәлелдемелер жоқ, сондай-ақ, нанобөлшектердің адам денсаулығына әсері туралы да деректер аз. Бұл жоба in vitro және in vivo да кремнийорганикалық нанобөлшектердің уыттылығы, биоүйлесімділігі және биодеградация профильдері туралы маңызды деректерді жинауға бағытталған. Бұл олардың уыттылығы қасиеттерін, сондай-ақ олардың биоүйлесімділігін, гемоүйлесімділігін, жасушаларда орналасуын, дәрілік заттардың бөліну кинетикасын, биотаралуын, сыртқа шығарылу жолдарын зерттеу арқылы жүзеге асады, өз кезегінде бұл деректер кремнийорганикалық нанобөлшектердің биомедицина мен фармацевтикалық салаларда қолданылуының маңызды аспектілерін қамтиды.

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является разработка системы доставки противораковых лекарств, основанной на чувствительности к глутатиону, из тиолированных и ПЕГилированных кремнийорганических наночастиц, изучение процесса высвобождения лекарственного средства in vitro, разработка профиля токсичности и биораспределения наночастиц in vitro и in vivo.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты – тиолданған және ПЭГилденген кремнийорганикалық нанобөлшектерге негізделген жаңа глутатионға жауап беретін дәрі-дәрмек жеткізу жүйесін әзірлеу, олардың in vitro-да дәрілік заттарды шығарылу профилін зерттеу, уыттылығы мен биотаралу профилін in vitro және in vivo-да дамыту.

Методы исследования (на русском) : 1) Синтез тиолированных кремнийорганических наночастиц из (3-меркаптопропил) триметоксисилана (МПТС) с использованием апротонного растворителя. 2) Синтез пегилированных кремнийорганических наночастиц ПЕГ различной молекулярной массы. 3) Характеристика свойств тиолированных и пегилированных наночастиц (исследования размера путем ДЛС, морфологии с помощью ТЕМ, заряда, количества тиоловых групп на поверхности). 4) Маркировка тиолированных и пегилированных кремнийорганических наночастиц флуоресцентными красителями (такими как Ато-488 малеимид или Ато-488 йодоацетамид) для дальнейшего анализа. 5) Оценка цито токсичности тиолированных и пегилированных кремнийорганических наночастиц с помощью МТТ-анализа для сравнительного анализа токсичности и создания профиля цитотоксичности. 6) Оценка гемолитических свойств кремнийорганических наночастиц с помощью анализа гемолиза. Данный метод позволит изучить влияние и поведение наночастиц при воздействии с кровотоком.

Методы исследования (на казахском) : 1) Топтың бұрында жарияланған хаттамасына сәйкес апротикалық еріткіштің көмегімен (3-меркаптопропил) триметоксисиланнан (МПТС) тиолданған кремнийорганикалық нанобөлшектерді синтездеу. 2) Пегиленген кремнийорганикалық нанобөлшектердің синтезі. Ол үшін тиолданған кремнеземдік нанобөлшектердің беті әртүрлі молекулалық массадағы полиэтиленгликольмен (ПЭГ) химиялық қапталатын болады. 3) Тиолданған және пегиленген нанобөлшектердің қасиеттерін сипаттау (бетіндегі тиол топтарының өлшемін, морфологиясын, зарядын, мөлшерін анықтау). 4) Тиолданған және пегиленген кремнийорганикалық нанобөлшектерді флуоресцентті бояғыштармен (мысалы, Ato-488 малеймид немесе Ато-488 йодоацетамид) әрі қарай талдау үшін таңбалау. 5) Тиолданған және пегиленген кремнийорганикалық нанобөлшектердің цитоуыттылығын MTT талдауын қолдану арқылы уыттылығын салыстырмалы талдау және цитоуыттылық профилін жасау. 6) Гемолиздік талдау көмегімен кремнийорганикалық нанобөлшектердің гемолитикалық қасиеттерін бағалау. Бұл әдіс нанобөлшектердің қан ағымында әсері мен әрекетін зерттеуге мүмкіндік береді.

Obtained results and novelty (in Russian) : На данный момент, нами были синтезированы тиолированные и ПЕГилированные наночастицы кремнезема. Их общие свойства были охарактеризованы, их поверхности были помечены флуоресцентным красителем для дальнейшего анализа. Также были получены цитотоксические профили как тиолированных, так и ПЕГилированных наночастиц на 4 клеточных линиях (здоровых и раковых). Был продемонстрирован сравнительный анализ цитотоксических свойств тиолированных и ПЕГилированных наночастиц и влияние ПЭГилирования на цитотоксические свойства кремнийорганических наночастиц. Были также получены профили гемотоксичности тиолированных и ПЕГ-содержащих кремнийорганических наночастиц, что дало представление о распределении и поведении наночастиц после их попадания в систему кровообращения. Данные исследования проводились впервые для кремнийорганических наночастиц на основе МПТС, профили цитотоксичности и гемотоксичности получены впервые для подобной системы, результаты чего были использованы нами далее для разработки новой системы доставки лекарств на основе кремнийорганических наночастиц МПТС для лечения рака. Также была изучена локализация тиолированных и ПЭГилированных кремнийорганических наночастиц на раковой клеточной линии MCF7. Была исследована биосовместимость данных наночастиц при помощи теста на раздражение оболочки слизней Arion lusitanicus. Было проведено коньюгирование противоопухолевого препарата Доксоробуцина на поверхность наночастиц, изучены кинетика высвобождения и их биодеградация.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Қазіргі уақытта біз тиолдандырылған және ПЕГильденген кремнезем нанобөлшектерін синтездедік. Тиолдандырылған және ПЕГильденген нанобөлшектердің цитотоксикалық профильдері 4 жасуша желісінде (сау және қатерлі ісік жасушаларында) алынды. Тиолдандырылған және ПЕГильденген нанобөлшектердің цитотоксикалық қасиеттерінің салыстырмалы талдауы және кремнийорганикалық нанобөлшектердің цитотоксикалық қасиеттеріне ПЭГильденудің әсері көрсетілді. Сондай-ақ тиолдандырылған және ПЕГильденген кремнийорганикалық нанобөлшектердің гемоуыттылық профильдері алынды, бұл ақпарат нанобөлшектердің қан айналымы жүйесіне енгеннен кейінгі таралуы мен мінез-құлқы туралы түсінік берді. Бұл зерттеулер МПТС негізіндегі кремнийорганикалық нанобөлшектерге алғаш рет жүргізілді, мұндай жүйе үшін цитотоксикалық және гемоуыттылық профильдер алғаш рет алынды, нәтижелерін біз одан әрі қатерлі ісік ауруын емдеуге арналған МПТС кремнийорганикалық нанобөлшектеріне негізделген дәрі-дәрмек жеткізудің жаңа жүйесін жасау үшін пайдаландық. Сондай-ақ, MCF7 қатерлі ісік жасушаларының желісінде тиолданған және ПЭГиленген кремнийорганикалық нанобөлшектердің локализациясы зерттелді. Бұл нанобөлшектердің биоүйлесімділігі Arion lusitanicus шламдарының қабықшаларының тітіркенуін қарастыру арқылы зерттелді. Ісікке қарсы препарат Доксоробуцин нанобөлшектердің бетіне конъюгацияланып, оның босату кинетикасы мен биодеградациясы зерттелді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработка систем доставки лекарственных средств на основе кремнийорганических наночастиц для лечения рака в рамках этого проекта представляет необходимые данные для дальнейшего развития этой области, а также способствует развитию области нанотехнологий и новых наноматериалов для биомедицинского применения в Казахстане, что является все еще относительно новой для страны. Кроме того, этот проект подчеркивает важность междисциплинарного сотрудничества в области нанотехнологий, биологии, биомедицинской инженерии и фармацевтики как на местном, так и на международном уровне. В рамках данного проекта была создана платформа для профессионального развития молодых ученых и исследователей (членов группы, включая студентов бакалавров, магистрантов и докторантов). Также для реализации проекта используются местные научные, материально-технические ресурсы, что оказывает положительное влияние на конкурентоспособность Казахстана и его экономики. Реализация проекта позволит развивать область нанотехнологий и биомедицины в Казахстане с целью конкурирования на международном уровне, и внесет вклад в развитие местных биомедицинских продуктов.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Осы жоба аясында қатерлі ісіктерді емдеуге арналған кремнийорганикалық нанобөлшектерге негізделген дәрілік препараттарды жеткізу жүйелерін әзірлеу осы саланы одан әрі дамыту үшін қажетті мәліметтерді береді, сонымен қатар Қазақстанда нанотехнологиялар мен биомедициналық қолданыстағы жаңа наноматериалдар саласын дамытуға ықпал етеді, ал бұл ел үшін әлі салыстырмалы түрде жаңа сала. Сонымен қатар, бұл жоба жергілікті және халықаралық деңгейде нанотехнология, биология, биомедициналық инженерия және фармацевтика салаларындағы пәнаралық ынтымақтастықтың маңыздылығын көрсетеді. Осы жоба аясында жас ғалымдар мен зерттеушілердің (топ мүшелерінің, оның ішінде бакалавриат, магистратура және докторантура студенттерінің) кәсіби біліктілігін арттыруға арналған алаң құрылды. Сондай-ақ жобаны жүзеге асыру үшін жергілікті ғылыми, материалдық-техникалық ресурстар пайдаланылуда, бұл Қазақстанның бәсекеге қабілеттілігіне және экономикасына оң әсер етеді. Жобаны жүзеге асыру халықаралық деңгейде бәсекеге түсу үшін Қазақстанда нанотехнология және биомедицина саласын дамытуға мүмкіндік береді және жергілікті биомедициналық өнімдерді дамытуға ықпал етеді.

Level of implementation (in Russian) : Внедрение по данному проекту не предполагалось.

Level of implementation (in Kazakh) : Бұл жобаны іске асыру күтілмеді.

Efficiency (in Russian) : Текущий проект опирается на данные, полученные нашей группой к настоящему времени, для создания новой системы доставки лекарств на основе кремнийорганических наночастиц для противораковой терапии и изучения их профилей токсичности и биосовместимости, что имеет жизненно важное значение для разработки систем доставки лекарств и средств биовизуализации. Результаты данного проекта предоставляют необходимую информацию для перспективных направлений в биомедицинских и фармацевтических сферах.

Efficiency (in Kazakh) : Ағымдағы жоба ісікке қарсы терапия үшін кремний органикалық нанобөлшектеріне негізделген жаңа дәрі-дәрмек жеткізу жүйесін құру және олардың уыттылығы мен биоүйлесімділік профилін зерттеу үшін біздің топтың бүгінгі күні алған деректеріне негізделеді, бұл дәрі-дәрмек жеткізу мен биобейнелеу жүйелерін дамыту үшін өте маңызды құрал болып табылады. Бұл жобаның нәтижелері биомедициналық және фармацевтикалық салалардағы перспективалық бағыттар үшін қажетті ақпаратты береді.

Field of application (in Russian) : Результаты данного проекта представляют необходимую информацию для перспективных направлений в биомедицинских и фармацевтических сферах. Также результаты данного проекта вносят вклад в развитие сферы здравоохранения и персонализированной медицины, путем более широкого изучения потенциального применения наночастиц кремнезема и их свойств от лабораторного до крупномасштабного производства. Это имеет важное значение для таких областей как фармацевтика, нанотехнологии и биомедицина. Данный проект способствует развитию таких новых для Казахстана областей как нанотехнологии и наноматериалы, а также освещению важности междисциплинарного сотрудничества и интеграции таких дисциплин как наука материалов, химия, нанотехнологии, биология, биомедицинская инженерия и фармацевтическая наука, как на местном, так и на международном уровне.

Field of application (in Kazakh) : Бұл жобаның нәтижелері биомедициналық және фармацевтикалық салалардағы перспективалық бағыттарға қажетті ақпарат береді. Сондай-ақ, бұл жобаның нәтижелері кремнезем нанобөлшектерінің әлеуетті қолданылуын және олардың қасиеттерін зертханадан бастап кең ауқымды өндіріске дейін кеңірек зерттеу арқылы денсаулық сақтау мен жекелендірілген медицинаның дамуына ықпал етеді. Бұл фармацевтика, нанотехнология және биомедицина сияқты салалар үшін маңызды. Бұл жоба Қазақстан үшін нанотехнология және наноматериалдар сияқты жаңа салаларды дамытуға ықпал етеді, сонымен қатар пәнаралық ынтымақтастық пен материалтану, химия, нанотехнология, биология, биомедициналық инженерия және фармацевтика ғылымы сияқты салалардың жергілікті және халықаралық деңгейдегі интеграциясының маңыздылығын көрсетеді.