Prezentul proiect are un puternic accent interdisciplinar, fiind situat la interfata dintre chimie, fizica si biologie. Principala directie de cercetare va consta in studiul interactiunilor dintre relieful de suprafata al unui substrat si raspunsul celulelor la semnalele mecanice induse de catre acesta. In ultima perioada, din ce in ce mai multe studii au fost dedicate acestei problematici, cu o mentiune speciala in cazul celulelor stem, avand in vedere posibilitatea de diferentiere a acestora folosind exclusiv semnale mecanice. In ingineria tisulara, acest tip de interactiuni vor juca un rol esential în fabricarea biomaterialelor inteligente. Azo-polimerii sunt candidati ideali pentru fabricarea acestor noi tipuri de suporturi celulare, deoarece putem schimba configuratia reliefului de suprafata, elasticitatea filmului sau alti parametri mecanici ai suportului celular utilizand lumina ca stimul extern. Toate celelalte categorii de stimuli externi, folosite de obicei la modificarea proprietatilor mecanice ale unui material (pH, temperatura, concentratie de saruri etc.), vor afecta concomitent si modul de functionare a celulelor, facand foarte dificila interpretarea raspunsului celular. In cazul azo-polimerilor, folosind o sursa de iradiere laser, se poate genera spre exemplu, un relief de suprafata de tip gratar. Parametri geometrici ai reliefului (amplitudine si periodicitate) pot fi foarte bine controlati prin intermediul caracteristicilor radiatiei laser. Mai mult decat atat, tipul reliefului de suprafata (gratar sau insule) poate fi schimbat in contact cu apa, formand asa-numitele suprafete dinamice.
| Nume | Titlul didactic/stiintific |
|---|---|
| Hurduc Nicolae | Profesor, CS I |
| Scutaru Dan | Profesor, CS I |
| Ibanescu Constanta | Profesor, CS I |
| Carlescu Irina | Conferentiar, CS II |
| Epure Elena-Luiza | Sef lucrari, CS III |
| Herghiligiu Cristina-Maria | Asistent, CS |
| Nichita Norica | Cercetator, CS I |
| Petris Adrian | Cercetator, CS I |
| Gheorghe Petronela | Cercetator, CS |
| Ciobotarescu Simona | Doctorand |
| Constantinel Roxana | Doctorand |
| Caluian Andreea | Masterand |
| Iorga Sandra-Teodora | Masterand |
| Petrisor Amalia | Masterand |
Etapa 1: Sinteza, caracterizare si simulari moleculare ale azo-polimerilor cu catena flexibila sau rigida, utilizati drept suporturi biologice foto-active(12/07/2017 - 31/12/2017)
Activ 1.1 - Studii de modelare moleculara ale azo-polimerilor propusi
Activ 1.2 - Sinteza si caracterizarea azo-polimerilor cu catena flexibila sau rigida, substituiti cu diferite tipuri de grupe azo
Etapa 2: Investigarea interactiunilor la interfata dintre filmul azo-polimeric si diferitele medii biologice(01/01/2018 - 31/12/2018)
Activ 2.1 - Evaluarea proprietatilor de suprafata in conditii biologice ale azo-polisiloxanilor avand diferite valori ale temperaturii de tranzitie vitroasa (Tg)
Activ 2.2 - Compatibilitatea filmelor cu celulele la interfata
Activ 2.3 - Investigarea proceselor de nanostructurare corespunzatoare filmelor azo-polimerice utilizand iradierea laser continua sau in regim pulsatoriu
Etapa 3: Investigarea modului de influenta a matricei extracelulare asupra dezvoltarii celulelor utilizand azo-polimeri cu relief de suprafata dinamic sau stabil; studiul efectelor induse de fotoizomerizarea trans-cis a grupelor azo asupra celulelor(01/01/2019 - 31/12/2019)
Activ 3.1- Evaluarea raspunsului celular in functie de structura chimica a polimerilor si de relieful de suprafata in cazul azo-polimerilor cu relief stabil în conditii biologice
Activ 3.2 - Evaluarea raspunsului celular in functie de structura chimica a polimerilor si de relieful de suprafata in cazul azo-polisiloxanilor cu relief dinamic in conditii biologice
Activ 3.3 - Efectele induse de procesele de fotoizomerizare cis-trans asupra dezvoltarii celulare
Activ 3.4 - Investigarea proceselor de nanostructurare corespunzatoare filmelor azo-polimerice utilizand iradierea laser continua sau in regim pulsatoriu
Obiectivul principal
Principalul obiectiv al proiectului il reprezinta studiul interactiilor dintre matricea extra-celulara si celule in cazul cultivarii acestora pe anumite suprafete de interes. Aceste interactii pot influenta direct ciclul celular, accelerand sau incetinind diviziunea celulara, mergand pana la moarte celulara prin diferite mecanisme (apoptoza, autofagie, necroza). In cazul celulelor stem, semnalele mecanice transmise de substrat pot induce un anumit tip de specializare a celulei, permitand astfel obtinerea de tesuturi artificiale. Semnalele mecanice sunt generate de relieful de suprafata al suportului de cultura, de elasticitatea acestuia, respectiv de adezivitate (influentata esential de catre structura chimica a suportului). Filmele azo-polimerice permit inscriptionarea laser a suprafetelor, fiind astfel candidati ideali pentru studiile propuse. Elasticitatea filmelor poate fi modificata prin intermediul structurii chimice a catenei de baza a polimerului, iar proprietatile de suprafata (adezivitatea) prin intermediul structurii chimice a grupelor azobenzenice conectate in catena laterala. Mai mult decat atat, azo-polisiloxanii permit generarea unui relief de suprafata dinamic, care isi poate modifica parametri geometrici ca urmare a interactiunii cu mediul biologic. Vom folosi ca model de studiu celule HepaRG nediferentiate (bipotente) si se va urmari capacitatea acestora de a se diferentia in celule hepatice si biliare in urma interactiei cu substrate azo-polimerice, prin teste specifice moleculare si de microscopie.
| Denumire capitol | Total Valoare Buget de stat 2017 (lei) | Total Valoare Buget de stat 2018 (lei) | Total Valoare Buget de stat 2019 (lei) | TOTAL Buget de stat (lei) |
|---|---|---|---|---|
| Cheltuieli cu personalul | 116.881,00 | 161.036,00 | 175.273,00 | 453.190,00 |
| Cheltuieli cu logistica | 100.000,00 | 78.000,00 | 75.302,00 | 253.302,00 |
| Cheltuieli de deplasare | 6.782,00 | 11.651,00 | 16.292,00 | 34.725,00 |
| Cheltuieli indirecte | 31.149,00 | 35.339,00 | 42.295,00 | 108.783,00 |
| TOTAL | 254.812,00 | 286.026,00 | 309.162,00 | 850.000,00 |
1. Conformational analysis of polysiloxanes substituted with azobenzene, S. Ciobotarescu, E. L. Epure, N. Hurduc, Bul. Inst. Polit. Iasi, vol 63(67), 2, 2017
2. Folding time dependence of the motions of a molecular motor diluted inside an amorphous medium, S.Ciobotarescu, S. Bechelli, G. Rajanson, S. Migirditch, B. Hester, N. Hurduc, V. Teboul, Phys. Rev. E, 96, 062614, 2017
3. Molecular modeling study concerning the self-assembly capacity of some photosensitive amphiphilic polysiloxanes, E. L. Epure, N. Hurduc, A. Neamtu, în curs de evaluare
1. S. Ciobotarescu, E.L. Epure, C.M. Herghiligiu, N. Hurduc, Spatial arrangement of azobenzene substituted polysiloxane chains, RICCCE 2017- 20th Romanian International Conference on Chemistry and Chemical Engineering, 6 – 9. 09. 2017, Poiana Brasov, Romania
2. C.M. Herghiligiu, S. Ciobotarescu, N. Nichita, D. Scutaru, N. Hurduc, Azo-polymers use in cell culture development, RICCCE 2017- 20th Romanian International Conference on Chemistry and Chemical Engineering, 6 – 9. 09. 2017, Poiana Brasov, Romania
3. N. Hurduc, C.M. Herghiligiu, E. Luiza, D. Scutaru, Azopolymeric nanostructured films for biological applications, Al 4-lea Colocviu Franco-Roman de Chimie Medicala, 05 – 07. 10. 2017, Iasi, Romania.
4. E.L. Epure, N. Hurduc, Computational analysis on azopolymers capable to generate photo-sensitive micelles, IasiChem-Conferinta Facultatii de Chimie, Universitatea Alexandru Ioan Cuza, 26-28.10.2017, Iasi, Romania
5. C.M. Herghiligiu, I. Carlescu, D. Scutaru, N. Hurduc, Dynamic azo-polymeric surfaces for cell culture application, IasiChem-Conferinta Facultatii de Chimie, Universitatea Alexandru Ioan Cuza, 26-28.10.2017, Iasi, Romania
6. C.M. Herghiligiu, N. Hurduc, The possibility of controlled optical nanomanipulation of biomolecules, IasiChem-Conferinta Facultatii de Chimie, Universitatea Alexandru Ioan Cuza, 26-28.10.2017, Iasi, Romania
7. I. Carlescu, A. Simion, G. Lisa, C. Herghiligiu, N. Hurduc, D.Scutaru, Synthesis and mesomorphic properties of 1,3,5-trisubstituted benzene derivatives containing azo-aromatic units as the peripheral arms, IasiChem-Conferinta Facultatii de Chimie, Universitatea Alexandru Ioan Cuza, 26-28.10.2017, Iasi, Romania
8. S. Ciobotarescu, E.L. Epure, N. Hurduc, Azopolysiloxane conformational study through molecular modeling , IasiChem-Conferinta Facultatii de Chimie, Universitatea Alexandru Ioan Cuza, 26-28.10.2017, Iasi, Romania