Projekti / Programi
Ekotoksiologija, toksikološka genomika in karcinogeneza
01. januar 2019
- 31. december 2027
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.08.00 |
Naravoslovje |
Varstvo okolja |
|
| 1.03.00 |
Naravoslovje |
Biologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B003 |
Biomedicinske vede |
Ekologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.05 |
Naravoslovne vede |
Zemlja in okolje |
| 1.06 |
Naravoslovne vede |
Biologija |
Varstvo okolja, vodni ekosistemi, vodni bioindikatorji, onesnažila, toksikogenomika, biološka presoja, genotoksičnost, endokrini motilci, razvoj raka, biomarkerji, glioblastomske matične celice, tumorsko mikrookolje, mezenhimske matične celice, niše rakavih matičnih celic, obsevanje.
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan
24. april 2024;
A3 za obdobje
2018-2022
| Baza |
Povezani zapisi |
Citati |
Čisti citati |
Povprečje čistih citatov |
| WoS |
549 |
21.152 |
18.893 |
34,41 |
| Scopus |
561 |
23.183 |
20.802 |
37,08 |
Raziskovalci (27)
Organizacije (1)
Povzetek
Okoljsko onesnaževanje predstavlja resno grožnjo za ekosistem in zdravje ljudi. Izvor onesnaženja so spojine, ki nastanejo zaradi dejavnosti človeka in se sproščajo v okolje kot tudi naravne spojine, ki jih proizvajajo različni organizmi. Kljub vse večjim dokazom o prisotnosti različnih spojin v vodi, hrani in zraku, ki smo jim izpostavljeni, še vedno obstajajo vrzeli v znanju, kako te kemikalije vplivajo na žive organizme, kar preprečuje oceno tveganja za okolje in zdravje ljudi, zlasti oceno tveganja za ljudi. Tako je glavni cilj programa raziskati učinke strupenih snovi naravnega in antropogenega izvora in sevanja na okolje in zdravje ljudi ter njihovo vlogo pri nastanku in razvoju raka.
Genotoksične snovi in hormonski motilci spadajo med okoljska onesnažila, ki še posebej vzbujajo skrb, saj povzročajo škodljive učinke z zakasnitvijo. Tovrstna onesnažila se v okolju pojavljajo pri nizkih koncentracijah, pri katerih se strupeni učinki s standardnimi ekotoksikološkimi testi ne zaznajo in ni mogoče predvideti posledic kronične izpostavitve, ki je značilna za okolje. Poleg tega se v okolju onesnažila pojavljajo v kompleksnih zmeseh, v katerih se lahko pojavijo kombinirani učinki. Razvijali in uporabili bomo nove pristope, kjer bomo kombinirali klasična orodja, ki se uporabljajo v toksikologiji z najnovejšimi pristopi, ki temeljijo na "-omskih” tehnologijah za celovito oceno tveganja nevarnosti za okolje in ljudi, zaradi delovanja izbranih prednostnih onesnažil in njihovih nadomestkov.
Izpostavljenost eksogenim genotoksičnim snovem, t.im "mutagenom" (kemijske in biološke snovi, sevanje in terapeutiki raka) pa tudi številni endogeni faktorji, povzročijo sprva nastanek rakotvornih tkivnih predelov, kar je nov koncept razvoja raka. Posledica teh je nastanek klonov iniciranih tumorskih celic, ki sčasoma pridobijo lastnosti matičnih celic, ki se razvijejo sprva v benigne, nato v maligne tumorje. Celično mikrookolje tumorja ustvari tudi tkivne niše za rakave matične celice, ki na eni strani omogočajo razrast tumorja, na drugi pa jih ščitijo pred terapevtiki. Ta dinamični vidik razvoja raka bomo proučevali v najbolj agresivnem možganskem tumorju, glioblastomu (GBM) s poudarkom na matičnih celicah kot ključni tarči sodobne terapije raka. Poleg tega bomo raziskovali mikrookolje tumorja kot so niše matičnih celic GBM, ki jih tvorijo razne stromalne celics. Naš cilj je, da posežemo v medsebojne »pogovore« - interakcije med temi celicami, da bi porušili strukturo zaščitnih niš in s tem izpostavili matične celice terapevtikom. V vseh opisanih pristopih bomo pozornost posvečali tudi heterogenosti tumorskih podvrst, ki se pojavjajo kot t.im klasični, nevronski, proneuralni in mezenhimski celični podtip in kjer so prisotne bolj ali manj diferencirane celice, slednje kot matične celice, vse pa s specifično, različno odpornostjo proti terapevtikom. To novo znanje pa je osnova pristopa k osebnem, bolniku prirejenem zdravljenju z novo sodobno metodologijo.
Pomen za razvoj znanosti
Ključna znanstvena predpostavka tega programa se nanaša na neposredno in posredno onesnaženje, ki je posledica človekove dejavnosti ter prisotnost genotoksičnih spojin v okolju, ki imajo lahko dolgoročen vpliv na ekosistem in kakovost zdravja ljudi. Medtem ko lahko za mnoge bolezni le predvidevamo, ali ima za njihov nastanek vlogo tudi okolje, je nastanek raka direktna posledica poškodb genetskega materiala zaradi delovanja številnih mutagenov, ki se nahajajo v zraku, vodi, tleh in hrani. Zaščito in morebitno preprečevanje škodljivih učinkov, ki jih povzročajo okoljska onesnažila, lahko dosežemo le s kreativnimi znanstvenimi rešitvami, inovativnimi pristopi pri reševanju problemov, kar lahko vodi do odstranitve vzrokov oziroma preprečitve njihovega škodljivega delovanja.
V povezavi z vodnim okoljem, se ocena ekološkega stanja sooča z resnimi izzivi, predvsem zaradi omejitev dolgotrajne klasične identifikacije bioloških vrst, npr. alge (fitoplankton in fitobentos). Zato se ti tradicionalni pristopi spremljanja ekološkega stanja voda čedalje bolj dopolnjujejo z modernimi molekularnimi orodji, ki omogočajo hitrejšo in natančnejšo identifikacijo bioindikatorja na osnovi okoljske DNA in bolj standardizirano oceno ekološkega stanja vodnih teles. Skupina sodeluje pri mednarodnih mrežnih projektih (npr. COST Actions), katerih cilj je sinhronizirati te najsodobnejše pristope za oceno ekološkega stanja v vodnih telesih.
Raziskave genetske toksikologije doprinašajo nova znanja o molekularnih mehanizmih delovanja naravnih in antropogenih onesnažil, kot so zdravila in njihovi transformacijski produkti, bisfenoli, nanodelci, policiklični aromatski ogljikovodiki, industrijske odpadne vode, hormonski motilci itd., bodisi kot posamezne spojine, ali kot kompleksne zmesi. V naši skupini uvajamo napredne živalske in človeške celične sisteme, ki razkrivajo nove tarče, in do sedaj manjkajoče podatke za napovedovanje zakasnelih učinkov kronične izpostavljenosti nizkim koncentracijam potencialno genotoksičnih onesnažil in endokrinih motilcev. V ta namen uporabljamo inovativen holističen pristop, ki združuje tradicionalne toksikološke teste z najnovejšimi "omskimi" tehnologijami in bioinformatiko, z namenom identificirati nove biokazalce mehanizmov delovanja, ki odražajo kompleksne procese odgovorne za te učinke. To je še zlasti pomembno na področju eksperimentalne in raziskovalne regulatorne toksikologije, kjer je velika potreba po novih strategijah in metodah za presejalno testiranje in ovrednotenje potencialno škodljivega učinka velikega števila kemikalij. Zaradi tega lahko ta program nudi nova diagnostična orodja za napovedovanje endokrinih motenj in genotoksičnih učinkov tovrstnih onesnažil. Rezultati bodo doprinesli k izboljšani oceni tveganja za naravne ekosisteme in zdravje ljudi, ki slonijo na pričakovanih okoljskih koncentracijah in toksikoloških lastnostih določene kemikalije, kot tudi ključnih podatkih o toksikoloških parametrih, ki so potrebni za oceno tveganja. Ti pristopi bodo omogočili prednostno obravnavo najučinkovitejših subjektov in najrelevantnejših končnih učinkov, ki določajo tveganje za zdravje.
Poseben znanstveni izziv je razvoj novih celičnih linij z diferenciacijo matičnih celic, kot tudi 3D-celičnih sistemov, ki bodo nadomestili klasične jetrne celične linije in se bodo uporabljale v namene testiranja genotoksičnosti. Poleg tega se je kot zelo učinkovita zamenjava poskusov na živalih izkazal sistem na embrijih rib cebric, kar vodi k boljšemu razumevanju in interpretaciji toksikoloških rezultatov.
Največje tveganje za zdravje, kot posledica delovanja genotoksičnih in endokrinih motilcev, so nedvomno rakava obolenja. Raziskave kažejo, da je z izogibanjem škodljivim snovem v vodi, hrani in krmi možno z preprečiti nastanek mnogih vrst raka. Izpostavljenost mutagenom (kemičnim in biološkim dejavnikom, sevanju in celo protirakavim zdravilom) predstavlja pritisk / stres na strukturo in dinamiko tkiva, kar lahko
Pomen za razvoj Slovenije
Onesneževanje okolja z naravnimi in antropogenimi toksičnimi snovmi je eden izmed glavnih problemov. Onesnažila so prisotna v zraku, tleh, hrani, krmi in vodi ter delujejo preko številnih možnih neposrednih in posrednih interakcij ter prizadenejo okolje in zdravje ljudi. Namen tega programa je preučevanje učinkov naravnih in antropogenih toksinov na okolje ter njihov potencial za nastanek raka. Glavne koristi predlaganih raziskav za znanost in družbo so zaščita ogroženega okolja, kot tudi preprečevanje nastanka in zdravljenje raka, ki temeljijo na znanstvenih dokazih o škodljivi aktivnosti teh spojin.
V okviru Zakonodaje o registraciji, vrednotenju, avtorizaciji in omejevanju kemikalij (REACH zakonodaja) bo glavni doprinos rezultatov tega programa razvoj alternativnih metod za oceno nevarnosti različnih (kemičnih) snovi preko identifikacije, vrednotenja in potrdite napovednega potenciala in vitro testnih sistemov za dolgodobne in vivo učinke, ki temeljijo na zgodnjih bioloških in molekularnih pokazateljih. Razvijamo bolj napredne ciljne 3D-jetrne celične sisteme za ustreznejše testiranje genotoksičnosti in vitro. Hkrati pa se v skladu z odredbo o zaščiti živali v namene toksikologije, višje razvite živalske vrste za namen testiranja le-te zamenjuje z zarodki rib cebric. Največji prispevek k varstvu okolja za družbo kot celoto je tudi akreditacija našega laboratorij za delo po načelih Dobre laboratorijske prakse (DLP) s strani OECD, kjer že izvajamo analize varnosti spojin za javne ustanove in zasebna podjetja.
Varovanje vodnih virov je zelo pomembno področje, ki ga v EU pokriva Okvirna direktiva o vodah (2000/60/ES). Trenutno se ocena ekološkega stanja voda sooča z izzivi uvajanja novih analitskih orodij, ki temeljijo na analizah molekularne biologije za hitrejšo in učinkovitejšo oceno stanja voda, kot podporo ukrepom vladnih organov, odgovornih za upravljanje z vodami. V okviru tega programa želimo zagotoviti boljšo detekcijo potencialno nevarnih strupenih cianobakterij in drugih onesnaževal v vodnem okolju, ki škodljivo vplivajo na živali in ljudi. Nove genske analize za zgodnje odkrivanje strupenih cianobakterij bodo uporabne za upravljanje z vodami v namakalnih sistemih, sistemih za pitno vodo itd. Zgodnje odkrivanje nevarnih onesnažil je z vidika gospodarstva pomembno tudi na turističnih območjih, npr. alpska jezera, reke in morje. Naša naloga in cilj v teh dejavnostih je vplivati tudi na zmanjšanje vrzeli med akademskim svetom in vladnimi telesi, ki so odgovorni za upravljanje z vodami, da bi podprli metodologije, ki temeljijo na raziskovanju in vodijo v bolj učinkovito varovanje voda. V okvir tega programa bomo vključili tudi raziskave o morskih organizmih, kot so meduze, ne le z vidika ogrožanja naravnega okolja, temveč tudi z okoljskega biotehnološkega vidika, saj so vir naravnih snovi, ki se bodo uporabljale v napravah za čiščenje morske vode.
V razvitih državah je rak med najbolj perečimi zdravstvenimi in družbeno- ekonomskimi problemi. Raziskave raka so v zdravstvu med najbolje finančno podprtimi, saj ga še vedno štejejo za neozdravljivo bolezen. Ta bolezen ne vpliva le na posameznike, ampak tudi na njihove družine in družbo kot celoto, saj bremeni celotni sistem zdravstvenega varstva in velik del gospodarstva. Kljub večji pojavnosti raka pa je že opazno znižanje smrtnosti pri nekaterih vrstah raka, predvsem zaradi zgodnjih neinvazivnih diagnostičnih metod odkrivanja in presejalnih programov na osnovi biomarkerjev. Po drugi strani pa hitro rastoče znanje o nastanku raka zaradi škodljivih okoljskih učinkov, ki vplivajo na napredovanje bolezni, izboljšuje tudi načine zdravljenja in podaljšuje obdobja, ko je bolezen v remisiji.
Prav to pa vsebina našega programa, kjer že več kot desetletje raziskujemo glioblastom (GBM), eno najbolj agresivnih oblik možganskega tumorja. Čeprav je GBM klasificiran kot redka bolezen, je povprečna doba preživetja bolnikov le leto in pol, kljub modernim načinom obse
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo
