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Modulating ice nucleation and growth with bio-inspired protein-polymers for cryopreservation

Descrizione del progetto

Nuova classe di crioprotettori a base di proteine polimeriche

Crioprotettori efficienti e non tossici sono fondamentali per lo stoccaggio a lungo termine di cellule e tessuti utili usati come agenti terapeutici nella medicina rigenerativa. I biopolimeri conosciuti come proteine leganti il ghiaccio (IBP, Ice-Binding Proteins) sono in grado di prevenire le lesioni da congelamento tenendo sotto controllo la nucleazione e la formazione dei cristalli di ghiaccio. Il progetto PROTECT, finanziato dall’UE, si propone di sviluppare le IBP modulari per eseguire gli esperimenti fisico-chimici quantitativi necessari a comprendere cosa governa l’attività delle IBP come inibitori delle lesioni da congelamento a livello di singola molecola e per ottimizzare la crioconservazione. L’obiettivo è quello di sintetizzare una nuova classe di polimeri proteici leganti il ghiaccio e, utilizzando la microscopia a super risoluzione, valutarne impatto sulla crioconservazione di cellule e tessuti cardiaci.

Obiettivo

Efficient, non-toxic cryoprotectants, that allow long-term storage of viable therapeutic cells and tissues, are the tool that regenerative medicine requires for its successful realization into a viable therapeutic option. A remarkable class of biopolymers known as ice-binding proteins (IBPs) alleviate the risk of freeze injury throughout the Kingdoms of Life by keeping the nucleation and growth of ice crystals in check. Yet, the application potential of IBP analogues (IBPAs) as cryoprotectants has remained underexploited. This is because we are yet to unravel and utilize the structure-function relations, which govern the activity of IBPAs as inhibitors of ice recrystallization and promoters of ice nucleation at the single-molecule level in vitro and within a complex biological environment.

I propose to develop uniquely modular IBPAs to perform the quantitative single-molecule and physico-chemical experiments essential to bridge this knowledge gap and to engineer ice-binders optimized for cryopreservation. Our first aim is the biosynthesis of a novel class of ice-binding protein-polymers (iPP) with systematic variations in composition and size. Ice nucleators with a broad range of sizes will be created from iPPs of variable chain length by dissolution, self-assembly and surface-tethering to nanoparticles of variable dimensions. Super-resolution microscopy experiments of iPP ice-binding will deliver high-resolution maps of spatiotemporal distribution and dynamics. These will be related to iPP structure, physico-chemical properties, ice recrystallization inhibition (IRI) and ice nucleation (IN) activity. These insights will translate into the next generation of bioactive iPPs tailored to maximize both IRI and IN. Their impact on heart cell and tissue cryopreservation will be examined to advance our fundamental understanding of freeze injury and dramatically improve post-thaw recovery as well as structural and functional integrity without adverse effects.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
La classificazione di questo progetto è stata convalidata da un essere umano.

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

ERC-COG - Consolidator Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2020-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 999 535,00
Indirizzo
GROENE LOPER 3
5612 AE Eindhoven
Paesi Bassi

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Regione
Zuid-Nederland Noord-Brabant Zuidoost-Noord-Brabant
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 999 535,00

Beneficiari (1)

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