Loading...
Projekti / Programi vir: ARRS

Neurotoksičnost ali neuroprotektivnost nanomatrialov: vpliv biokorone

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
1.03.00  Naravoslovje  Biologija   

Koda Veda Področje
B001  Biomedicinske vede  Splošne biomedicinske vede 

Koda Veda Področje
1.06  Naravoslovne vede  Biologija 
Ključne besede
neurodegeneracija, nanomateriali, biomarkerji, proteinska korona, neuropreventiva
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (33)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacij
1.  34541  dr. Metka Benčina  Materiali  Raziskovalec  2020 - 2022  65 
2.  22361  dr. Martina Bergant Marušič  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2018 - 2022  99 
3.  11957  dr. Lilijana Bizjak Mali  Biologija  Raziskovalec  2018 - 2022  202 
4.  23503  Sanja Čabraja    Tehnični sodelavec  2018 - 2022 
5.  37417  dr. Mitja Drab  Fizika  Raziskovalec  2018 - 2022  58 
6.  11155  dr. Damjana Drobne  Biologija  Vodja projekta  2018 - 2022  819 
7.  23916  dr. Andreja Erman  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2018 - 2022  110 
8.  04537  dr. Mladen Franko  Varstvo okolja  Raziskovalec  2018 - 2022  594 
9.  25780  dr. Samo Hudoklin  Nevrobiologija  Raziskovalec  2018 - 2022  105 
10.  04634  dr. Aleš Iglič  Sistemi in kibernetika  Raziskovalec  2018 - 2022  909 
11.  24447  dr. Anita Jemec Kokalj  Biologija  Raziskovalec  2018 - 2022  262 
12.  52182  Marko Jeran    Tehnični sodelavec  2019  266 
13.  35369  dr. Veno Kononenko  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2018 - 2020  55 
14.  31463  dr. Dorota Agnieszka Korte  Varstvo okolja  Raziskovalec  2018 - 2022  139 
15.  05916  dr. Veronika Kralj Iglič  Nevrobiologija  Raziskovalec  2018 - 2022  813 
16.  00412  dr. Igor Križaj  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2018 - 2022  694 
17.  18802  dr. Adrijana Leonardi  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2018 - 2022  139 
18.  35503  dr. Tina Mavrič  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2018  13 
19.  33175  dr. Sara Novak  Biologija  Raziskovalec  2018 - 2022  91 
20.  35319  dr. Mojca Ogrizović  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2019 - 2022  33 
21.  35614  dr. Ljubiša Pađen  Javno zdravstvo (varstvo pri delu)  Raziskovalec  2018 - 2019  183 
22.  31212  dr. Manca Pajnič  Javno zdravstvo (varstvo pri delu)  Raziskovalec  2018 - 2019  201 
23.  17889  Nada Pavlica Dubarič    Tehnični sodelavec  2018 - 2022 
24.  28467  dr. Samo Penič  Elektronske komponente in tehnologije  Raziskovalec  2020 - 2022  106 
25.  55385  Valentina Perc  Biologija  Tehnični sodelavec  2021 - 2022 
26.  28393  dr. Nataša Resnik  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2018 - 2022  80 
27.  53323  Anna Romolo    Tehnični sodelavec  2019 - 2022  18 
28.  17885  Linda Štrus    Tehnični sodelavec  2018 - 2022 
29.  31673  dr. Roman Štukelj  Šport  Raziskovalec  2018  110 
30.  30853  dr. Iva Talaber  Biologija  Raziskovalec  2018 - 2019  24 
31.  08279  dr. Peter Veranič  Nevrobiologija  Raziskovalec  2018 - 2022  340 
32.  34203  dr. Ekaterina Yurieva Gongadze  Nevrobiologija  Raziskovalec  2018 - 2022  70 
33.  19588  Sabina Železnik    Tehnični sodelavec  2018 - 2022 
Organizacije (6)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  84.970 
2.  0381  Univerza v Ljubljani, Medicinska fakulteta  Ljubljana  1627066  44.153 
3.  0382  Univerza v Ljubljani, Zdravstvena fakulteta  LJUBLJANA  1627155  13.849 
4.  0481  Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta  Ljubljana  1626914  64.100 
5.  1538  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko  Ljubljana  1626965  26.063 
6.  1540  Univerza v Novi Gorici  Nova Gorica  5920884000  13.021 
Povzetek
UVOD: Med najbolj obetavnimi aplikacijami nanotehnologij v medicini so diagnostika, zdravljenje in preprečevanje Alzheimerjeve demence (AD), na drugi strani pa poročajo, da naj bi bili nanomateriali tudi povzročitelji nevrodegenerativnih bolezni. Brez dvoma bo prihodnost nanotehnologije temeljila na ravnovesju med njihovimi. Demenca in staranje prebivalstva se umeščata v globalne prednostne osi v raziskovalni in zdravstveni politiki. Vodilni partner predlaganega projekta, prof. dr. Damjana Drobne, koordinira steber "Aktivno in zdravo staranje" v okviru strateškega področja Zdravje-medicina SRIP, kjer je poudarek na različnih vidikih nevrodegeneracije (http://www.sis-egiz.eu/en/activities/srip/ ). Osnovni vzrok AD še ni popolnoma jasen in trenutno ne poznamo zdravila, ki bi lahko zaustavilo ali spremenilo potek nevrodegeneracije. Zaradi tega dejstva postajajo raziskave in vedenje na področju  preventive vse pomembnejše. Nanotehnologije ponujajo številne nove možnosti pri nevropreventivi, saj je nanomateriale mogoče uporabiti tako za prenašanje antioksidantov kot tudi blažilcev simptomov AD (inhibitorjev holinesteraz) ter v razvoj  biomarkerjev za zgodnjo diagnostiko nevrodegeneracije in pri razvoju novih pristopov zdravljenja. CILJ: Cilj predlaganega projekta je pridobivanje novega znanje za varno uporabo nanomaterialov v nevropreventivi, za preprečevanje nevrotoksičnosti in pri zgodnji diagnostiki nevrodegeneracije. Materiali in metode: Predlagani projekt je organiziran v tri med seboj povezane faze. Raziskali bomo interakcije med nanomateriali ter nevronskimi in endotelnimi celicami in vitro (Faza I) ter vpliv nanomaterilov na in vivo modelni sistem z zarodki zebrice (faza II). V fazi III bomo biomarkerje validirali na vzorcih krvi bolnikov z nevrodegenerativnimi motnjami. Ključni cilj projekta je izdelati proteinski prstni odtisi nanomaterialov (proteinsko korono)  inkubiranih v serumu zdravih in obolelih oseb, ki bi ga uporabili za zgodnje diagnosticiranje nevrodegeneracije. Za potencialne biomarkerje nevrotoksičnosti smo izbrali: (a) sestavo in številčnost eksosomov, veziklov, ki jih izločajo celice z namenom signaliziranja, ter (b) spremembe v količini in tipu acetilholinesteraze, ključnem encimu pri prenosu živčnega signala in medceličnem komuniciranju izven živčnega sistema. Novost naše raziskave je (c) proučevanje oblikovanja proteinske korone na površini nanomaterialov (proteinski prstni odtis nanomataerialov). Predpostavljamo, da se proteinska sestava seruma bolnikov z AD in zdravih posameznikov razlikuje, zato se bo razlikovala tudi proteinska korona. Naše predhodne študije so pokazale, da serumska proteinska korona vsebuje tudi nekatere proteine značilne za nevrodegenerativna in vnetnostna stanja (Sopotnik et al., 2015). Ta pristop želimo dodelati in implementirati v zgodnjo diagnostiko nevrodegeneracije. RAZPRAVA: Rezultati predlaganega projekta bodo ključnega pomena za prepoznavanje lastnosti nanomaterialov kot sta nevrotoksičnost in nevroprotektivnost. S pomočjo oblikovane serumske proteinske korone na nanomaterialih bomo naredili korak naprej pri uporabi proizvodov nanotehnologije pri obravnavi nevrodegenerativnih bolezni. KONZORCIJ: Vodilni partner projekta je član konzorcija, ki je predložil COST projekt z naslovom Evropska mreža za Alzheimerjevo bolezen (EUNAD, OC-2017-1, referenca za predlog OC-2017-1-22432). COST konzorcij predpostavlja, da se AD začne kot kronična bolezen srca in ožilja in ne izvira iz centralnega živčnega sistema. Za potrebe tega projekta pa sodelujejeo slovenski strokovnjaki z ekspertizami na področjih celične biologije in mikroskopije (UL MF), biofizike membran (UL FE), zdravstvenih ved (UL FHS), biokemije in molekularne biologije (IJS) ter analitične kemije in laserske spektroskopije (UNG). Vodilni partner izkazuje znanstveno odličnost na področjih nanotoksikologije, bio-nano interakcij, holinesteraz ter razvoja biomarkerjev.
Pomen za razvoj znanosti
V predlaganem projektu naslavljamo prioritetno zdravstveno področje držav članic EU, Alzheimerjevo bolezen, in nanotehnologije kot ključne tehnologije za spodbujanje (KET) trajnostnega razvoja evropske rasti. Demenca in staranje prebivalstva sta prednostni področji tudi globalne raziskovalne in zdravstvene politike (Brayne in Miller 2017, PLoS Med 14 (3): e1002275). Staranje je glavna raziskovalna tema v številnih akademskih panogah. Eden od ciljev predlaganega projekta je raziskati uporabo nanomaterialov za namene nevropreventive, raziskati njihove kvarne učinke  in proučiti  možnost uporabe nanomaterialov za diagnosticiranje nevrodegeneracije.  Nanomateriali so stična točka med nanotehnologijo in nevroznanostjo, katere končni cilj je razviti nove pristope, ki neposredno ali posredno pomagajo pri lajšanju posledic nevrodegeneracije ali pri nevropreventivi (Vidu et al., 2014, Front Syst Neurosci., 8: 91). Vodilna partnerska skupina predlaganega projekta je je v letošnjem letu skupaj s  prof. dr. Yiling Hong, iz Western University of Health Sciences iz Pomona California objavila izsledke o nano nevrotoksičnosti in nevropreventivi in vitro. To delo je eno od izhodišč predlagane raziskave (Repar et al., 2018. Nanotoxicology. 12:1-13). Drugo izhodišče pa izhaja iz izsledkov o oblikovanju proteinske korone na nanomatrialih inkubiranih v človeškem serumu in možnosti uporabe tega pristopa za zgodnje odkrivanje nevrodegenerativnih obolenj (Sopotnik et al., 2015. Carbon. 95:560-72). V predlaganem projektu bomo klasične biomarkerje in biomarkerje temelječi na nanomaterialih, preizkušali v in vitro in  in vivo sistemu ter jih validirali na krvi AD bolnikov. Če bomo koncept zgodnje diagnostike potrdili na bolnikih z nevrodegenerativnimi motnjami, bomo znanstvene rezultate neposredno prevedli v razvoj in inovacije skupaj s partnerskimi podjetji znotraj SRIPa Zdravje medicina (Strateška Razvojna in Inovacijska Partnerstva) (http://www.svrk.gov.si/si/delovna_podrocja/strategija_pametne_specializacije/strateska_razvojno_inovacijska_partnerstva_srip/). Vodja predlaganega projekta (D. Drobne) koordinira enega od stebrov v SRIPu zdravstvu - medicini, ki se osredotoča na aktivno in zdravo staranje, s poudarkom na preprečevanju, diagnostiki in zdravljenju demence (http://www.sis-egiz.eu/en/activities/srip/). Predlagani projekt je ključnega pomena za napredek na področju nevrodegenerativnih bolezni, saj imajo lahko še tako majhne izboljšave v zgodnji diagnostiki in predkliničnem odkrivanju nevrodegeneracije, daljnosežne učinke. Po ocenah raziskovalcev Brookmeyer in sod. (2000), bi se lahko razširjenost AD do leta 2050 zmanjšala za 10 odstotkov, če bi nastop bolezni lahko odložili za eno leto, oziroma za 50 odstotkov, če bi znali nastop bolezni odložiti za pet let (Brookmeyer et al Special Issue: Statistical Methodology in Alzheimer's Disease Research, Volume 19, Issue 11-12- 30. junija 2000).
Pomen za razvoj Slovenije
The relevance of the project to the development of scientific field is very high because we are bringing together a core healthcare issue for all EU member states, which is Alzheimer’s disease, and nanotechnology as a Key Enabling Technology (KET) of smart, sustainable and inclusive development of European growth.   Dementia and aging populations are a global priority for research and health policy (Brayne and Miller 2017, PLoS Med 14(3): e1002275). Aging is a major research theme in many academic disciplines and industries (https://www.gov.uk/government/publications/g8-dementia-summit-global-action-against-dementia/g8-dementia-summit-global-action-against-dementia-11-december-2013 ).   Alzheimer's disease can have its onset up to 20 years before being diagnosed. The disease starts developing 5 to 8 years before it can be diagnosed with current technology. One of the objectives of this proposed project is to develop a method to reliably diagnose Alzheimer’s disease before the onset of the first clinical symptoms. Nanostructures may play a pivotal role not only in addressing the multitude of brain disorders but also in repairing or augmenting brain functions. Nanomaterial assisted neuroprotection is new and relevant field of research with high .   Nanomaterials are at the interface between nanotechnology and neuroscience and their ultimate goal is to develop novel approaches that directly or indirectly aid in meliorating neurodegeneration or in supporting neuroprotection (Vidu et al. 2014; Front Syst Neurosci. 2014; 8: 91.).   In the project described here, conventional biomarkers along with new nanomaterial based approaches, will be tested in vitro and in vivo and validated on AD patient’s blood samples. If the concept of early diagnostics will be proven on patients with AD, scientific results could be immediately translated into research/development (R&D) and innovation. This is the priority of Slovenian Strategic Research And Innovation Partnerships (SRIP)  Health – medicine. This SRIP cluster has been recognized by the government to lead the way towards social and economic transformation. The principle investigator of the proposed project (D. Drobne) is leading one of the pillars in Health – Medicine SRIP, which is focused on active and healthy aging and promotes research activities related to   support prevention, diagnosing and treatment of neurodegeneration (http://www.sis-egiz.eu/en/activities/srip/).        The relevance of the proposed project is very high also for entire society. Each tiny improvement in the early diagnosis as well as preclinical detection of neurodegeneration may have far-reaching effects. For example, according to Brookmeyer's calculations, the prevalence of Alzheimer's disease in 2050 could be reduced by 10 percent if the onset of Alzheimer's disease could be delayed by a year (Brookmeyer et al Special Issue: Statistical Methodology in Alzheimer's Disease Research, Volume 19, Issue 11-12, 15 - 30 June 2000, Pages 1481–1493).
Najpomembnejši znanstveni rezultati Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Vmesno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno