Description du projet
Des cascades d’enzymes dans les matériaux pourraient offrir un contrôle logique de grande sensibilité sur l’administration des thérapies
Véritables catalyseurs de la nature, les enzymes réduisent la quantité d’énergie nécessaire à une réaction à l’aide d’une sorte de mécanisme d’activation par clé. Les enzymes sont, d’une certaine manière, les garants de la progression de la réaction. Ces dix dernières années, l’utilisation des enzymes en tant que passerelles logiques pour des applications informatiques de base a suscité un intérêt grandissant. Le projet BioMaGic, financé par l’UE, se sert des enzymes pour insérer des passerelles logiques dans les biomatériaux thérapeutiques. Les revêtements de biomatériaux ou les structures en 3D créés à l’aide de particules d’hydrogel enzymatiquement actives permettront aux matériaux de recevoir et de traiter des signaux biochimiques multiples (entrées) et d’obtenir des «sorties» thérapeutiques spécifiques en fonction de la combinaison des entrées. Ces nouveaux biomatériaux dont l’activité thérapeutique repose sur la logique permettront des réponses thérapeutiques sur mesure d’une grande sensibilité qui dépendront des signaux biochimiques multiples dans une cascade physiologique.
Objectif
The present proposal takes a novel approach to design biomaterials with enzymatic logic gates. By mimicking enzymatic biocatalytic cascades present in natural tissues, these biomaterials will be able to receive and process multiple biochemical signals, and logically elicit therapeutic outputs in response to specific combinations of input signals. This goal will be realized using enzymatically active hydrogel particles (Specific Objective (SO) 1) as building blocks that will be assembled into biomaterial coatings (SO 2) or three-dimensional constructs (SO 3), which can be applied to surfaces of currently available biomaterials or serve as autonomous implantable biomaterials, respectively. To illustrate the wide applicability of this biomaterial design strategy, two major clinical challenges are selected as target applications, i.e. tissue regeneration and bacterial infection.
The fellowship will harness the existing experience of the researcher in (bio)materials science, and will add a new dimension to this expertise in terms of biochemical signaling and enzymatic reactions. To achieve this goal, the researcher will carry out the outgoing phase of this fellowship at Harvard University, and then return to Eindhoven University of Technology for the incoming phase. The envisioned activities described in the proposal will prepare the researcher to emerge from this fellowship with additional scientific competences and transferable skills, and to establish an expanded international network. The success in this project will introduce a new class of biomaterials with dynamic signaling capabilities to elicit logic-based therapeutic effects, which can impact virtually all fields in which biomaterials are used, contributing to the enhancement of EU healthcare and economic interests. Through BioMaGic, the researcher will initiate an independent line of research as the basis for establishing an academic faculty career at a European research university.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- ingénierie et technologieingénierie des materiauxrevêtement et films
- ingénierie et technologiebiotechnologie industriellebiomatériaux
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Mots‑clés
Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2019
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
5612 AE Eindhoven
Pays-Bas