Work in our lab Collaborative Projects / Partners

Ioannis S. Vizirianakis, Ph.D.

Associate Professor in Molecular Pharmacology & Pharmacogenomics and

Member of the PharmaInformatics Group at ATHENA Institute, Athens

3ο Πανελλήνιο Συνέδριο Εφαρµοσµένης Φαρµακευτικής Θεσσαλονίκη, 6-7 Μαΐου 2017

Laboratory of Pharmacology, Department of Pharmaceutical Sciences,

Aristotle University of Thessaloniki, GR-54124 Thessaloniki, Greece

Σύγχρονη φαρµακολογική ανάπτυξη και χορήγηση καινοτόµων φαρµάκων: Φαρµακευτική έρευνα και ρυθµιστικό

πλαίσιο 

Drug absorption Drug excretion

Drug metabolismDrug distribution

Drug transportTransporter proteins

Metabolizing enzymes

Drug delivery

PharmacologyPre-genomics

Post-genomics

Receptors

Epigenetics

Genes Drugs

Drug effects

Genetic polymorphisms affect drug response

Drug actions affect gene expression

Pharmacokinetics

Pharmacodynamics

Advanced Cell Therapies

Nanotheranostics

Imaging Technologies Molecularly-targeted Therapeutics

Nanomedicine

Biomaterials

Protein TherapeuticsRNA Therapeutics

Molecular Diagnostics

PharmacogeneticsPharmacogenomics

The challenges for pharmacological research to contribute in the development of efficacy/safety assays thus increasing productivity and the outcome in clinical practiceManuscript under preparation

Vizirianakis I.S. (2014). Harnessing pharmacological knowledge for personalized medicine and pharmacotyping: Challenges and lessons learned, World J. Pharmacol., 3(4): 110-119.

Rese

arch

Clin

ical

pra

ctic

e /

Phar

mac

euti

cal

care

Educ

atio

n

Pharmacokinetics; PK

Medicinal Chemistry

Pharmacology

Pharmacogenomics; PGx

Genotyping

Pharmacotyping

Relevant knowledge for pharmacy disciplines

A CRITICAL POINT OF VIEW For the new drug development and delivery in the post-genomic era

ΦΑΡΜΑΚΟ: Φαρµακευτικό «περιβάλλον» - «Αξιοποίηση»

δεδοµένων για πρακτικότητα και παραγωγικότητα

Interdisciplinary new roles

COLLABORATIVE WORK – WORKING PROJECTS / PARTNERS

INNOVATIVE NEW DRUG DEVELOPMENT

INNOVATIVE DRUG DELIVERY SYSTEMS

PHYSIOLOGICALLY BASED

PHARMACOKINETICS (PBPK) MODELS

Simcyp

-BNCT PROJECT (Kingston, Portsmouth) -COST CM1106 ACTION -OUR UNIVERSITY COLLABORATORS

-our work on ribosomal proteins RPS5, RPL35 & beyond -ribosomopathies

Focus on developing therapeutics with maximum safety and efficacy

clinical outcomes

PHARMA-RELATED BIOINFORMATICS

TOOLS DEVELOPMENT

Attention given on developing methodologies applicable to preclinical drug regulatory

development and delivery erasMolecular Pharmacology ERYTHROPOIESIS LEUKEMIA RIBOSOMOPATHIES CVD PGx initiative

PHARMACOGENOMICS PERSONALIZED/PRECISION MEDICINE

This conceptual approach is thoroughly covered by my recent edited volume on personalized medicine

INNOVATIVE NEW DRUG DEVELOPMENT

We work on

…toward getting improved drug delivery & therapy outcomes..

O

O

O

parthenolidepotent NF-kB inhibitor

6Promisinganticancer

agent

Leads forAnticancer Drugs?

scan for newleads

12

same corenovel substitution

Συλλογική Σύνθεση Σεσκιτερπενοειδών µε Στόχευση Νέων Αντικαρκινικών Ενώσεων

Συνθετικές µεθοδολογίες προσέγγισης χηµικών

βιβλιοθηκών

Σκοπός Η οµάδα συνθέτει και παρέχει µικρή βιβλιοθήκη βιοδραστικών φυσικών σεσκιτερπενοειδών µε στόχευση σε δοµές υψηλής κυτταροτοξικότητας όπως επίσης και φυσικές δοµές εκλεκτικής στόχευσης καρκινικών Stem Cells. Ήδη στο εργαστήριο έχουν συντεθεί πάνω από 30 νέες δοµές και 4 φυσικά προϊόντα.

Βασιζόµαστε Στη βιοµιµητική συλλογική σύνθεση και την ανάπτυξη νέων µεθοδολογιών για την ευκολότερη αλλά και αποδοτικότερη παρασκευή βιοδραστικών µορίων πάντα µε βάση αποµονωθέντα φυσικά προϊόντα και παραλλαγµένες δοµές φυσικών προϊόντων.

Στοχεύοντας σε δοµές αντικαρκινικών ενώσεων

Δηµιουργία Βιβλιοθηκών διαφοροποιηµένων δοµών µε δοµικά χαρακτηριστικά βασισµένα σε φυσικά προϊόντα µε ισχυρές αντικαρκινικές δράσεις.

Alexandros Zografos Ph.D. Assistant Professor

Aristotle University of Thessaloniki

(http://users.auth.gr/~alzograf/)

ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ: Ι.Σ. ΒΙΖΙΡΙΑΝΑΚΗΣ & Α. ΖΩΓΡΑΦΟΣ

Assessing the pharmacological profile of new synthetic

sesquiterpene VDS58 that activates p21 gene expression in cancer cells

Melpomeni Akrivou1 , Vera Demertzidou2 , Nikoleta Theodoroula1 , Nikolaos

Grigoriadis3,4, Alexandros Zografos2 , Ioannis Vizirianakis1

1Department of Pharmacology, School of Pharmacy, Aristotle University of Thessaloniki, Thessaloniki, Greece 2Department of Chemistry, Laboratory of Organic Chemistry, Aristotle University of Thessaloniki, University Campus, Thessaloniki, Greece 3Genetics and IVF Unit, Department of Obstetrics and Gynaecology, Medical School, Ioannina University, Ioannina, Greece 4Biogenea Pharmaceuticals Cord Blood Bank, Thessaloniki, Greece

Manuscript under preparation

Ι.Σ. ΒΙΖΙΡΙΑΝΑΚΗΣ Εργαστήριο Φαρµακολογίας, Τοµέας Φαρµακολογίας, Τµήµα Φαρµακευτικής

Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης

In parallel to this work, an attempt is under way to overcome formulation problems of these compounds for preclinical assessment in animal models and/or upon potential drug delivery

Carboranes for BNCT Cancer Therapy

Boron Neutron Capture Therapy (BNCT)

INNOVATIVE DRUG DELIVERY SYSTEMS

Our recent work on innovative oral drug delivery systems…

(A) BEA and (B) NaX-FAU particles

Diffusion of 5-FU through the channel system of (C) BEA and (D) NaX-FAU (Simulation)

steep release

multi-step release profile

faster

slower

Faujasite framework (FAU) Beta polymorph A, disordered framework, (BEA)

PHYSIOLOGICALLY BASED PHARMACOKINETICS (PBPK)

MODELS Simcyp

Enhancing translational capacity in being able to implement in vivo pharmacology with multivariate factors including genomics in a focused drug prescription way for a given individual or a specific group of patients….

PTxPBPK models – Participation into the Simcyp® consortium…..

In vivo pharmacology / Systems pharmacology…

pp. 685-726

2001

Vizirianakis IS, Mystridis GA, Avgoustakis K, Fatouros DG, Spanakis M. Enabling personalized cancer medicine decisions: The challenging pharmacological approach of PBPK models for nanomedicine and pharmacogenomics. Oncol Rep. 2016 Apr;35(4):1891-904. doi: 10.3892/or.2016.4575.

Proposed Physiologically-based Pharmacokinetic Model for Cancer Nanomedicine and Pharmacogenomics

(PBPK-NM)

PHARMA-RELATED BIOINFORMATICS TOOLS DEVELOPMENT

Society “Hellenic Bioinformatics” Συνέδριο Hbio 09 / November 19-21 November 2016, Thessaloniki

https://hscbio.wordpress.com/conferences-when/2016-09/

ERYTHROPOIESIS LEUKEMIA

RIBOSOMOPATHIES, etc

-Our work on ribosomal proteins RPS5, RPL35 & beyond

Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης Τµήµα Φαρµακευτικής

Εργαστήριο Φαρµακολογίας Ιωάννης Βιζιριανάκης, Ph.D.

1 2 3

B

C

rpS5

β-actin

primers

primers

RPS5

D

1 2 3 4

tubulin

E

Indu

ctio

n of

di

ffer

enti

atio

nKinetic assessment of cell growth & differentiation

Protei

n

isolat

ion

0 24 48 72 96 120 hrs

siRNA

addit

ion

HMBA

addit

ionG

ene

sile

ncin

g0 24 48 72 96 hrs

mRNA

isolat

ion

A

F G

Cell

Dif

fere

ntia

tion

(%

Bz+

cel

ls)

0,0000

25,0000

50,0000

75,0000

100,0000

Time (hrs)

0 24 48 72 96

MEL-RPS5 siRNAMEL-scrambled siRNAMEL-parental

Cell

deat

h (%

try

pan

blue

+

cells

)0,0

25,0

50,0

75,0

100,0

Time (hrs)

72 96

MEL-RPS5 siRNAMEL-scrambled siRNA

Murine Erythroleukemia (MEL) cells Selective gene silencing

rpS5primers

0 24 48 72 hrs

0 24 48 72 hrs

β-actinprimers

siRNA w

ash

out

0 24 48 hrs

siRNA

addition

HMBA

addition

Gen

e si

lenc

ing

0 24 48 72 hrsKinetic assessment of cell growth & differentiation

Indu

ctio

n of

di

ffer

enti

atio

n

Isolation of cytoplasmic RNA and RT-PCR assessment of RPS5 mRNA levels

A

CB

D

E F

Cel

l gro

wth

(x

10⁴ c

ells

/ml)

0,00

15,00

30,00

45,00

60,00

Time (hrs)0 18 36 54 72

MEL-RPS5 siRNAMEL-scrambled siRNAMEL-parental

Cel

l diff

eren

tiatio

n (%

Bz+

cel

ls)

0,0000

25,0000

50,0000

75,0000

100,0000

Time (hrs)0 18 36 54 72

MEL-RPS5 siRNAMEL-scrambled siRNAMEL-parental

Cel

l dea

th

(% tr

ypan

bl

ue+

cells

)

0,05,0

10,015,020,025,0

Time (hrs)0 18 36 54 72

MEL-RPS5 siRNAMEL-scrambled siRNAMEL-parental

Selective gene silencing

Ανάλυση της γονιδιακής έκφρασης σε δείγµατα ασθενών µε διαταραχές της

αιµοποίησης

• 8 ασθενείς • 1 υγιής

Δείγµα

DNA/RNA αποµόνωση• Ο p.003 διακρίνεται

κλινικά από τους p004, p.007 και p.008

• Και µοριακά εξαιτίας χαµηλότερων επιπέδων έκφρασης των γονιδίων ελέγχου

• p.003 και p.005 που κλινικά δεν διαφέρουν

• Διακριτό προφίλ έκφρασης των γονιδίων ελέγχου

Panagiotis Andreadis, Maria Papaioannou, Ioannis S. VizirianakisUnpublished data

BΑνάπτυξη υποδοµής/κλινικών πρωτοκόλλων και εφαρµογή προσεγγίσεων PGx / Εξατοµικευµένης ιατρικής στη θεραπευτική καρδιαγγειακών παθήσεων Συνεργασία µε την καρδιολογική κλινική του ΑΧΕΠΑ (Γ. Σιάνος, Χ. Καρβούνης) …µέχρι τώρα λήψη δειγµάτων για µοριακή/φαρµακογονιδιωµατική ανάλυση σε 200

Α

RT-PCR ανάλυση

http://meetings.embo.org/event/17-genome

EMBO practical course

Hellenic Bioinformatics Conference September 6-9, 2017, Heraklion, Crete

Thank you very much for your

attention

Our Lab

Many thanks to my students and colleaguesinvolved in these projects