Izgradnja učinkovitih orodij za odkrivanje neprenosljivih bolezni

Prijavljamo veliki temeljni ARRS projekt z naslovom Izgradnja učinkovitih orodij za zgodnje odkrivanje neprenosljivih bolezni (Angl. Building Efficient NCDs (NonCommunicable Diseases) Early Warning Tools (BE NEWT)) na področje, 3. medicina;  3.01 Mikrobiologija in imunologija. Nosilni prijavitelj projekta je Kemijski v sodelovanju s štirimi partnerji: Institut Jožef Stefan, Univerzitetni Klinični Center Ljubljana, Fakulteta za elektrotehniko Univerze v Ljubljani, ELIXIR-SI. Nenalezljive bolezni so glavni vzrok slabega zdravja po vsem svetu, njihovo breme se povečuje zaradi staranja in spreminjanja demografskih vzorcev prebivalstva. Breme nenalezljivih bolezni je še posebej veliko v evropski regiji WHO. Program EU4Health 2021-2027 je odgovor na dolgoročni zdravstveni izziv s cilji (i) spodbujanja zdravja in preprečevanje bolezni in (ii) krepitve zdravstvenih podatkov, digitalnih orodij in storitev ter digitalne preobrazbe zdravstvenega varstva. Od decembra 2021 se izvaja Skupaj bolj zdravi - EU za nenalezljive bolezni (NCD) v obdobju 2022-2027 (bolezni srca in ožilja, diabetes, kronične bolezni dihal, duševno zdravje in nevrološke motnje, rak), ter Evropski načrt za boj proti raku, za usklajen pristop k preprečevanju, oskrbi, boljšemu znanju, podatkom, presejanju in zgodnjemu odkrivanju, diagnosticiranju. Mikrobiomi s svojimi metabolnimi aktivnostmi prispevajo k tisočem metabolitov v krvi. Večina metabolitov in interakcij v krvi in blatu je izključno mikrobiomskega izvora (>65% in >70%) in delujejo kot modifikatorji signalnih, energetskih in drugih poti in molekul, ter vplivajo na zdravje. Cilji projekta so: (i) Razvoj (Gut) Microbiome Response Chip (GMRC) kot novega orodja za intenzivno spremljanje personaliziranih metabolnih reakcij mikrobioma v realnem času. (ii) Kartiranje prostora mikrobioma blata v povezavi s pripadajočimi metabolomi urina z najzmogljivejšo analitiko (kemično, genomsko), na velikih podatkih za ML/AI, za integracijo mnogih podatkovnih slojev, iz blata in urina (tudi seruma in brisov) za iste osebe, kar nam omogoča izgradnjo infrastrukture za integracijo podatkov obeh podatkovnih tokov (črevesje - urin) za poglobljeno raziskovanje in rast zbirk podatkov. (iii) uporaba razvitih orodij na realnih kliničnih vzorcih blata in urina za oblikovanje orodij za zgodnje opozarjanje na nenalezljive bolezni, ki kot vhodne podatke upoštevajo podatke GMRC, metagenomske podatke o mikrobiomih, metabolomske in kemične podatke o blatu, kemični in metabolomski prostor pripadajočih urinskih vzorcev, klasifikacijski modeli za neznane vzorce kot orodja, biomarkerji. SWOT ocena analitičnih tehnik za oblikovanje bolj omejenega nabora stroškovno najučinkovitejših meritev. (iv) Etični in pravni vidiki dela, dovoljenja medicinske etike, vzpostavitev učinkovitih ukrepov in postopkov varstva podatkov do zaključka projekta in po njem v skladu z naprednimi nad/nacionalnih (EGA; https://ega-archive.org/), Data Access Committees (https://ega-archive.org/dacs). (v) Varna integracija medicinskih podatkov, razvitih protokolov, cevovodov in podatkovnih zbirk s strukturiranimi, delujočimi, dostopnimi in varnimi podatkovnimi zbirkami na portalu ELIXIR-SI vzpostavitev infrastrukture prihodnosti ter vključevanje novih podatkovnih nizov za nadaljnjo rast podatkovnih baz v smeri obstoječih programov SVIT (https://www.program-svit.si/en/), DORA (https://dora.onko-i.si/english, ZORA (https://zora.onko-i.si/en). (vi) Upravljanje, objavljanje in uporaba projekta za realizacijo glavnega velikega cilja projekta, ki je razviti presejalni pristop kot orodje za zgodnje opozarjanje na neprenosljive bolezni v podporo digitalizaciji, inovacijam pri uporabi podatkov iz realnega sveta, da se odprejo nove možnosti za nadzor teh bolezni v skladu z zdravstvenimi programi in pobudami EU ter omogočijo sistematične študije interakcij med zdravili/kemikalijami in mikrobiomom ter zdravjem človeka, na individualni kot tudi integralni populacijski skali.