Doktorsvörn í lyfjavísindum - Agnieszka Popielec

Mánudaginn 13. ágúst ver Agnieszka Popielec doktorsritgerð sína í lyfjavísindum við Lyfjafræðideild Háskóla Íslands. Ritgerðin ber heitið: Áhrif sýklódextrína og sýklódextrín nanóagna á stöðugleika β-laktam lyfja. The impact of cyclodextrins and cyclodextrin based nanoparticles for β-lactam antibiotic stability.

Andmælendur eru dr. Malgorzata Sznitowska, professor, Medical University of Gdansk og dr. Sophie Fourmentin, professor, Université du Littoral Côte d'Opale

Umsjónarkennari og leiðbeinandi var Þorsteinn Loftsson, prófessor við Háskóla Íslands. Auk hans sátu í doktorsnefnd dr. Konstantina Yannakopoulou, Director of Research, National Center for Scientific Research Demokritos og dr. Margrét Þorsteinsdóttir, dósent við Lyfjafræðideild HÍ.

Dr. Hákon Hrafn Sigurðsson deildarforseti við Lyfjafræðideild Háskóla Íslands, stjórnar athöfninni sem fer fram í Öskju, stofu 132, og hefst kl. 13:00.

Ágrip af rannsókn

Meginmarkmið rannsóknarverkefnisins: Áhrif sýklódextrína og sýklódextrín nanóagna á stöðugleika β-laktam lyfjaBenzýlpenicillín (BP) og meropenem (MP) eru β-laktam sýklalyf. Lyfin eru mjög óstöðug í vatnslausn og hafa lítið aðgengi frá meltingavegi eftir inntöku.  Þau hafa einnig stuttan líffræðilegan helmingunartíma og eru skilin hratt úr líkamanum með virkum útskilnaði um nýrun. Við hýdrólýsu β-laktam hringsins hverfa sýkladrepandi áhrif β-laktam lyfja og niðurbrotsefnin sem myndast geta valdið ofnæmisviðbrögðum. Sýklódextrín (e. cyclodextrins) eru hjálparefni sem geta aukið stöðugleika lyfja í vatnslausnum með myndun hýsilflétta (e. inclusion complexes). Litlar fitusæknar lyfjasameindir eða hlutar stærri lyfjasameinda geta sest í holrúm sýklódextrínsameindanna sem þannig verja lyfjasameindirnar gegn ýmsum ytri áhrifum. Í þessu verkefni voru sýklódextrín og nanóagnir byggðar á sýklódextrínum notaðar til að auka stöðugleika β-laktam sýklalyfja. Í upphafi verkefnisins voru áhrif buffersalta og ýmissa sýklódextrína á stöðugleika benzýlpenicillíns rannsökuð. Niðurbrotshraði lyfsins var ákvarðaður á pH-bilinu 1,2 til 9,6. Ójónuð sýklódextrín (þ.e. HPβCD og RMβCD) drógu úr niðurbroti lyfsins við lágt pH (þ.e. við pKa lyfsins sem er 2,7).  Þau hafa lítil sem engin áhrif á niðurbrotið við pH 7,4 og auka niðurbrotshraðann við hærra pH. Sýklódextrín með jákvæða hleðslu (QAγCD) juku niðurbrotshraðann. Metýlering OH-hópa á sýklódextrín-sameindum dregur úr hvetjandi áhrifum þeirra á niðurbrot benzýlpenicillíns og ef allir OH-hópar sýklódextrína eru metýleraðir fást sýklódextrínafleiður sem auka stöðugleika benzýlpenicillíns. Hvetjandi áhrif náttúrulegra sýklódextrína á hýdrólýsu bensýlpenicillíns er vegna fléttumyndunar á milli OH-hópanna á sýklódextrín-sameindunum og β-laktam hringsins. 2D-ROESY-NMR rannsóknir á benzýlpenicillín/sýklódextrín fléttum (þ.e. BP/βCD, BP/RMβCD, BP/Trimeb, BP/γCD, BP/RMγCD) skýrðu hvernig og hvers vegna sýklódextrín-fléttun benzýlpenicillíns getur í sumum tilfellum aukið stöðugleika lyfsins en ekki í öðrum. Rannsóknirnar sýndu einnig að hægt er að auka bæði stöðugleika og aðgengi meropenems með því að koma lyfinu fyrir í sýklódextrín-nanóögnum. Margvíslegum aðferðum (svo sem DLS og NTA greiningu, og UV-VIS og NMR greiningu) var beitt við rannsóknir á nanóögnum sem myndast sjálfkrafa við blöndun karboxýmetýlsellulósu og βCD fjölliða með jákvæða hleðslu (QAβCDp). Niðurstöður verkefnisins sýna að hægt er að nota sýklódextrín og fjölliður þeirra til að auka stöðugleika og aðgengi β-laktam lyfja.

Abstract

The overarching aim of the research project „

Um doktorsefnið                 

Agnieszka was born in February 1989 in Zamość in Poland. She quickly discovered a passion for biology and chemistry, and she was developing her knowledge in these fields in the biochemical class in the high school in a family city. She started her studies in 2008 at the Faculty of Chemistry at the Maria Curie – Skłodowska University (UMCS) in Lublin, Poland where in 2011 she graduated from BSc in chemistry and then in 2013 she graduated from BSc in environmental protection as well as she obtained a master degree in chemistry with specialisation in bioactive compounds and cosmetics.

She began her doctoral studies in 2014 as an Early Stage Researcher in the subproject within the European-funded research project with acronym CycloN Hit. The CycloN Hit, Marie Curie network, consists of 11 members and 7 associate partners from 9 European countries and the US. In her research, she focused on the stabilization of β-lactam antibiotics in the aqueous media using cyclodextrin.

Agnieszka is married with Sebastian Popielec, with whom she has two daughters, Joanna and Gabriela, at the age of three.