Проекты

Синтез липида-хелпера – компонента катионных липосом для генной терапии

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Прикладная химия, физическая химия» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Биоорганическая химия
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1329
Предметы: Биология, Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

Одним из перспективных направлений в лечении наследственных и приобретённых заболеваний является генная терапия. В этом методе лечения функции клетки изменяют с помощью терапевтических нуклеиновых кислот. Катионные липосомы используют для доставки и защиты нуклеиновых кислот от биологических факторов в организме. Чтобы липосомы были стабильны в кровотоке и лучше высвобождали генетический материал при попадании в клетку, в них вводят липиды-хелперы.

В проекте разработан синтез нового липида-хелпера, на основе которого липосомы будут более стабильны по сравнению с существующими аналогами.

Цель

Синтезировать новый липид-хелпер, содержащий аминокислоту серин в качестве гидрофильного домена, который будет стабильнее, чем существующие липиды-хелперы.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Химическая посуда
  • Весы аналитические
  • Ультразвуковая ванна
  • Магнитная мешалка с нагревом
  • Роторный испаритель
  • Сушильный шкаф
  • ЯМР-спектрометр

Описание

Автором работы продемонстрированы два подхода в синтезе целевой молекулы, последовательно и конструктивно описаны все методики выполнения работы. Синтез липида-хелпера включал четыре синтетические стадии, на каждой из которых проходила подготовка реагентов для реакции, проводились эксперимент, очистка полученных продуктов и подтверждение структуры полученных соединений. В ряде стадий автором были подобраны оптимальные условия проведения реакций и очистки веществ методом колоночной хроматографии. Кроме того, в работе представлены результаты структурного анализа полученных соединений методом ядерного магнитного резонанса.

Результаты работы/выводы

1. Получен целевой липид-хелпер, содержащий остатки пальмитиновой кислоты и аминоксилоту серин в качестве полярного домена, полученный липид будет использован для создания катионных липосом.

2. Стратегия с защищённой гидроксильной группой серина оказалась успешной, поскольку реакция ацилирования протекала без ограничений и трудностей.

3. Наилучшим растворителем для реакции раскрытия оксиранового цикла оказался ацетонитрил.

4. Для всех промежуточных соединений были подобраны оптимальные условия очистки.

5. Структура целевого и промежуточных соединений были подтверждены данными 1Н ЯМР-спектроскопии.

Перспективы использования результатов работы

Полученный липид-хелпер в дальнейшем будет использован для создания катионных липосом и изучения их трансфицирующих свойств.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

РТУ МИРЭА

Награды/достижения

1. Московский городской конкурс исследовательских и проектных работ обучающихся – победитель.

2. Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» – победитель.

3. Соревнование молодых учёных Европейского союза – участник национальной команды РФ.