נושא הפרוייקט

מספר פרוייקט מחלקה שמות סטודנטים אימייל שמות מנחים

שיפור סינתזת ננו-חלקיקים ויעילות ציפוי: שילוב פפטיד קטיוני PFK עם הקופולימר PLGA

Enhancing Nanoparticle Formation and Coating Efficiency: Combining Cationic Peptide PFK with PLGA Copolymer

תקציר בעיברית

מחקר זה נועד לשפר את סינתוז הננוחלקיקים תוך שילוב של פפטיד קטיוני ואמפיפילי PFK והקופולימר PLGA. נעשה שימוש בקופולימר זה על מנת לכלוא תרופות בעלות מסיסות ירודה כמו אנטיבוטיקה, תרופה אנטי-סרטנית ועוד. ליצירת ננוחלקיקים מבוססי PLGA לרוב  נעשה שימוש בחומר פעיל שטח אשר מייצב את האמולסיה של הפולימר עם הפאזה המימית.  השימוש בפפטיד הקטיוני והאמפיפילי PFK ליצירת ננוחלקיקים תורמת ליציבות ליבת הננוחלקיקים בזכות מבנה ה-sheet-β  שלו וכן עוזר לכניסת הננוחלקיקים לתאים ובנוסף לכך תורם לשחרור התרופה בצורה ממוקדת וסלקטיבית יותר לאיבר או תא המטרה.
 על מנת לאפיין את הננוחלקיקים שנוצרו נעשה שימוש ב-2 שיטות: DLS אשר קובע את הקוטר ההידרודינמי של הננוחלקיק ו-ZP אשר קובע את המטען של פני השטח של הננוחלקיק.
המחקר בדק את ההשפעה של ריכוזי פפטידים משתנים על המטען והגודל של הננוחלקיקים והתוצאות הראו כי ריכוזי פפטידים גבוהים יותר הובילו לייצור ננוחלקיקים גדולים יותר. יתר על כן, המטען של הננוחלקיקים נשאר חיובי באופן עקבי בכל הריכוזים. בנוסף לכך, המחקר חקר את השימוש בארגינין וליזין, שתי חומצאות אמינו עם מטענים חיוביים כחלופות פוטנציאלות לציפוי הטעון חיובי של PFK. אם זאת, הננוחלקיקים שהתקבלו הראו מטענים שלילייים על פני השטח וקטרים הידרודינמיים גדולים יותר. תוצאה זו מעידה על כך שהתכונות האמפיליות של הפפטיד PFK חיוניות לציפוי יעיל של הננוחלקיקים.
מחקר זה מדגיש את השילוב היעיל של הפפטיד הקטיוני PFK והקופולימר PLGA  ביצירת ננוחלקיקים לשימוש בהעברת תרופה בעלת מסיסות נמוכה וכן את חשיבות ריכוז הפפטיד והאופי האמפיפילי בקביעת הגודל המטען ויעילות הציפוי של הננו-חלקיקים.

תקציר באנגלית

This study aims to enhance the creation of nanoparticles by combining a cationic and
amphiphilic peptide, PFK, with the copolymer PLGA. This copolymer is used for
encapsulating poorly soluble pharmaceuticals, including antibiotics, anticancer medications,
and more. PLGA nanoparticles are often formulated with a surfactant agent that stabilizes an
emulsion of the polymer with an aquous phase. Here we explored the cationic and
amphiphilic peptide PFK as a stabilizing agent of PLGA nanoparticles. Nanoparticles were
created using the single-emulsion evaporation method. To analyze the produced
nanoparticles, two techniques were employed: dynamic light scattering (DLS), which
determines the hydrodynamic diameter, and zeta potential (ZP), which measures the charge
on the nanoparticle&#39;s surface. The study focused on exploring how varying peptide
concentrations influenced the charge and size of the nanoparticles. The results revealed that
higher peptide concentrations led to the production of larger nanoparticles. Moreover, the
charge of the nanoparticles remained consistently positive across all concentrations.
Additionally, the study investigated the use of arginine and lysine, two amino acids with
positive charges, as potential alternatives for the PFK positively charged coating of the
nanoparticles. However, the resulting nanoparticles exhibited negative surface charges and
larger hydrodynamic diameters. This outcome suggests that the amphiphilic properties of the
PFK peptide are crucial for effective coating of the nanoparticles. Overall, this study
highlights the successful combination of the cationic peptide PFK and the copolymer PLGA
in creating nanoparticles for the potential encapsulation of poorly soluble drugs. The findings
emphasize the importance of peptide concentration and the amphiphilic nature of PFK in
determining the size, charge, and coating effectiveness of the nanoparticles.