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Controlling the susceptibility of biological cells to pulsed electric field treatment by using ion channel modulators

Descrizione del progetto

Elettroporazione della membrana cellulare biologica mediante trattamento con campi elettrici pulsati

L’integrità della membrana cellulare presenta una barriera che deve essere temporaneamente distrutta per consentire l’ingresso di molecole terapeutiche l’interno della cellula. I campi elettrici pulsati ad alta intensità sono sempre più utilizzati in medicina per raggiungere la permeabilità della membrana cellulare attraverso un fenomeno chiamato elettroporazione della membrana cellulare. Le applicazioni cliniche basate sui campi elettrici pulsati includono tecniche di terapia genica, vaccinazione con DNA, elettrochemioterapia, ablazione non termica dei tumori e ablazione cardiaca. Il progetto EPmIC, finanziato dall’UE, si propone di progettare un approccio che permetta di aumentare o diminuire la suscettibilità di una cellula al trattamento con campi elettrici pulsati in modo controllato e clinicamente applicabile. L’approccio si basa sull’applicazione di modulatori dei canali ionici di membrana per influenzare la portata e la durata della depolarizzazione post-impulso della membrana associata all’elettroporazione della stessa.

Obiettivo

The integrity of the cell membrane, while essential for life of any biological cell, presents a barrier that sometimes needs to be transiently disrupted in order to deliver therapeutic molecules inside the cell. High-intensity pulsed electric fields (PEFs) are used increasingly in medicine to achieve such increase in cell membrane permeability via a phenomenon called cell membrane electroporation. PEF-based clinical applications include gene therapy techniques, DNA vaccination, electrochemotherapy, non-thermal tumor ablation, and cardiac ablation. Depending on the desired outcome of the PEF treatment, the targeted cells must either survive or die. However, different cell types exhibit different susceptibility to PEF treatment, with some cells being killed at lower pulse amplitude than others, which often presents a disadvantage that limits the safety and efficiency of PEF treatment. In this action I aim to design an approach that will allow us to increase or decrease cell’s susceptibility to PEF treatment in a controlled, clinically applicable way. The approach is based on using modulators of membrane ion channels, that can influence the extent and longevity of post-pulse membrane depolarization – a hallmark of membrane electroporation. My idea is on the one hand inspired by increasing amount of evidence showing the involvement of ion channels in PEF-induced cell response, and on the other hand by the fact that ion channel modulators are already successfully used in treatment of various diseases and we can expect exciting development of new modulators in the near future. The design will be guided by state-of-the-art microscopic techniques and computational models, including molecular dynamics simulations, particle-based simulations, and finite element modeling, that will help elucidate the molecular mechanisms of membrane depolarization and choose the appropriate modulators and pulse parameters for fine-tuning the treatment outcome.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2019

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Coordinatore

UNIVERZA V LJUBLJANI
Contributo netto dell'UE
€ 155 288,64
Indirizzo
KONGRESNI TRG 12
1000 Ljubljana
Slovenia
Regione
Slovenija Zahodna Slovenija Osrednjeslovenska
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 155 288,64