Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Razvoj platforme za karakterizacijo bakteriofagov kot protimikrobnih učinkovin

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
4.06.04  Biotehnika  Biotehnologija  Mikrobna biotehnologija 

Koda Veda Področje
T490  Tehnološke vede  Biotehnologija 

Koda Veda Področje
2.08  Tehniške in tehnološke vede  Okoljska biotehnologija 
Ključne besede
bakteriofagi, bakteriofagna terapija, Campylobacter, model celične kulture, imunski odziv,
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (17)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  12667  dr. Miloš Barut  Kemija  Raziskovalec  2013  206 
2.  29430  dr. Ivanka Cizelj  Biotehnologija  Raziskovalec  2014 - 2016  51 
3.  28558  dr. Jernej Gašperšič  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2016  62 
4.  33406  dr. Nikolaja Janež  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2013 - 2016  84 
5.  29864  Marko Jarc  Biotehnologija  Raziskovalec  2014 - 2015  22 
6.  22491  dr. Anja Klančnik  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2013 - 2016  385 
7.  35145  Maja Leskovec  Biotehnologija  Raziskovalec  2016  13 
8.  05008  dr. Mojca Narat  Biotehnologija  Raziskovalec  2013 - 2016  688 
9.  24298  dr. Irena Oven  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2013 - 2016  81 
10.  16327  dr. Matjaž Peterka  Biotehnologija  Vodja  2013 - 2016  224 
11.  12728  dr. Aleš Podgornik  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2013 - 2016  710 
12.  04001  dr. Peter Raspor  Mikrobiologija in imunologija  Raziskovalec  2013  1.898 
13.  07030  dr. Sonja Smole - Možina  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2013 - 2016  1.104 
14.  27846  dr. Lidija Urbas  Farmacija  Raziskovalec  2013 - 2015  49 
15.  36980  Urška Vidic  Biotehnologija  Raziskovalec  2016  28 
16.  36120  Eva Zaletel  Biotehnologija  Tehnični sodelavec  2014 - 2015  16 
17.  03683  dr. Mirjan Žorž  Kemija  Raziskovalec  2014 - 2015  128 
Organizacije (3)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0481  Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta  Ljubljana  1626914  66.215 
2.  1655  Sartorius BIA Separations, separacijske tehnologije, d.o.o.  Ajdovščina  1319612  1.190 
3.  3030  Center odličnosti za biosenzoriko, instrumentacijo in procesno kontrolo  Ajdovščina  3660460  946 
Povzetek
Prekomerna uporaba antibiotikov v zadnjih desetletjih je povečala pojavnost bakterij odpornih na antibiotike do te mere, da je problem težko obvladljiv. Samo v Evropi umre 25.000 bolnikov na leto zaradi  bakterijskih okužb, ki niso ozdravljive z razpoložljivimi antibiotiki. Potrebni so novi antibiotiki in nove, trajnostne antimikrobne strategije. Bakteriofagna terapija je eden od najbolj preverjenih pristopov in se že desetletja uporablja kot sredstvo za zdravljenje bakterijskih okužb v Rusiji, na Poljskem, in Gruziji. Zaradi povečane odpornosti na antibiotike se je zanimanje za bakteriofagno terapijo razširilo tudi na zahodni svet o čemer priča vedno večje število publikacij ter investicije v podjetja, ki razvijajo bakteriofagne produkte. Znanstvena sfera in gospodarstvo se vedno bolj zanimata za razvoj bakteriofagne terapije kot integriranega dela protibakterijske strategije v uradni medicini, pridelavi hrane in industriji na splošno. Pod pristojnostjo EMEA in FDA pa je bilo do sedaj opravljenih sorazmerno majhno število kliničnih testiranj. Ta testiranja v kombinaciji s prej objavljenimi rezultati nakazujejo, visok potencial bakteriofagne terapije za zdravljenje bakterijskih okužb ter za preprečevanje bakterijskih kontaminacij v prehranski industriji in industriji na splošno. Znanje o biologiji, genetiki in antibakterijski učinkovitosti bakteriofagov je precejšnje, mnakja pa vedenja o njihovem obnašanju v kompleksnih in dinamičnih združbah z bakterisjkimi gostitelji. Za pridobitev zanesljivih podatkov, ki bi dokazovali varnost in učinkovitost bakteriofagov so potrebni eksperimenti na molekulskem nivoju in sodobno zasnovane klinične študije. Laboratorij za bioanalitiko, CO BIK razvija antibakterijske učinkovine za nadzor kontaminacij v prehranski industriji in zdravljenje infekcij pri ljudeh in živalih. Eden od ciljev je priprava bakteriofagnega produktov proti bakterijam iz rodu Campylobacter za tretiranje živali, ljudi in uporabo v prehranski verigi. Bakterije iz rodu Campylobacter so najpogostejši povzročitelji črevesnih infekcij v Evropi in razvitev svetu na splošno. Učinkovitost bakteriofagov proti kampilobaktrom je bila dokazana na živalih, medtem ko testi na ljudeh ali humanih celicah še niso bili izvedeni. Predvidvamo, da bodo bakteriofagi proti kampilobaktrom učinkoviti tudi pri ljudeh in takšna terapija bi lahko skrajšala potek bolezni in čas, ko sicer že zdrav človek, še kar izloča bakterije. Kot prvi korak proti kliničnim testiranjem bomo razvili model humane celične kulture za ugotavljanje učinkovitosti bakteriofagov proti kampilobaktrom. Model nam bo omogočil tudi spremljanje odziva humanih celic na bakteriofage in njihovo morebitno antivnetno delovanje. Razvili bomo tudi metode za hitro identifikacijo bakterijskih struktur, ki sodelujejo v interakciji s bakteriofagom ter z njimi sledili spremembam na teh strukturah pri bakterijah, ki bodo med bakteriofagno terapijo razvile odpornost na bakteriofage. Za izvedbo teh študij bomo potrebovali čisti bakteriofagni preparat, ki ga bomo pridobili s proizvodnim postopkov, ki bo uporaben tudi v pogojih dobre proizvodne prakse.   Glavni cilj projekta je platforma za biološko karakterizacijo bakteriofagov specifičnih za bakterije rodu Campylobacter kot podpora njihovi uporabi v antibakterijski terapiji. Platforma bo uporabna tudi za bakteriofage specifične za druge bakterije. V času izvajanja projekta bomo: - Razvili in-vitro model na humanih celičnih kulturah z namenom ugotavljanja učinkovitosti bakteriofagov proti kampilobaktrom in preučevanja vpliva bakteriofagov na imunski odziv humanih celic - Razvili tehnologijo za hitro identifikacijo bakteriofagnih receptorjev in spremljanje sprememb na teh receptorjih med bakteriofagno terapijo - Razvili kromatografsko metodo za čiščenje bakteriofagov za pripravo ustrezne formulacije uporabne tudi v GMP pogojih
Pomen za razvoj znanosti
Porast odpornosti na antibiotike skoraj vseh pomembnih patogenih bakterijah je premaknil fokus raziskav na iskanje novih antibiotikov in antibakterijskih strategij. Bakteriofagna terapija je eden od alternativnih pristopov, ki je priznan in sprejet v nekaterih delih sveta V Evropi in ZDA je uporaba bakteriofagov kot antibakterijskih učinkovin poznana in tudi delno uporabljana, vendar ne popolnoma sprejeta. V zadnjem času je bilo končanih nekaj kliničnih študij, nekatere pa so v teku, hkrati pa se pojavlja vedno več znanstvenih publikacij, ki opisujejo uporabo bakteriofagov kot protibakterijskih sredstev. Veliko je že znanega o biologiji, genetiki in antibakterijski učinkovitosti bakteriofagov, manjka pa znanja o obnašanju le-teh v kompleksnih in dinamičnih interakcijah z bakterijskimi celicami. Za pridobitev relevantnih podatkov, ki bi potrdili varnost in učinkovitost bakteriofagov, so potrebne so študije na molekulskem nivoju in tudi klinične študije izvedene po uveljavljenih standardih. V okviru tega projekta smo pridobili podatke o učinkovitosti bakteriofagov proti bakterijam Campylobacter. Znano je, da na živalskem modelu bakteriofagi učinkovito zmanjšujejo število teh bakterij, podatkov o učinkovitosti fagov proti kampilobaktrom na humanem modelu pa ni na voljo. Hkrati smo pridobili tudi uvid o vplivu bakteriofagov na humane celice. Ta pomembne varnostni vidik uporabe bakteriofagov proti kampilobaktrom do sedaj še ni bil preučen. Z študijem interakcij med fagi in bakterijami smo identificirali receptorje na molekulskem nivoju in spremljali spremembe na teh receptorjih med bakteriofagno terapijo. Ti podatki kažejo na podobnost mehanizmov odpornosti v opisanem sistemu in živalskem modelu. Razvita metodologija je prenosljiva na druge fagno bakterijske sisteme in lahko postane del platforme za karakterizacijo bakteriofagov, kar bo pospešilo prenos bakteriofagnih produktov iz predkliničnih v klinične študije.
Pomen za razvoj Slovenije
Odpornost bakterij na antibiotike je globalen problem in razvoj novih antibiotikov in njihovih alternativ je ena o razvojnih prioritet, ki je pomembna tudi za Slovenijo. Rezultati projekta so Slovenijo še močneje postavili na globalni zemljevid boja proti bakterijam odpornim na antibiotike. Izvajanje projekta je okrepilo vezi z raziskovalnimi skupinami iz tujine, vzpostavilo nove povezave in ter s tem povečalo potencial kandidiranja na mednarodnih razpisih. Rezultati bodo omogočili nadaljevanje dela v smeri hitrejšega in učinkovitejšega odkrivanja bakteriofagov in bakteriofagnih encimov. Projekt je vzpodbudil več diplomskih, magistrskih in raziskovalnih nalog in je tako pomembno prispeval k izobraževanju mladih raziskovalcev ter razširilo zavest o potrebi po novih antibakterijskih učinkovinah med strokovno in splošno javnostjo. Rezultati projekta so vzpodbudili sodelovanje raziskovalne skupine s podjetjem, ki razvija nov produkt, širi nabor produktov in zato načrtuje nova delovna mesta z višjo dodano vrednostjo. Prav tako je partnersko podjetje razširilo storitveno dejavnost na globalnem trgu, s tem ohranilo ter omogočilo nova delovna mesta z visoko dodano vrednostjo.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2013, 2014, 2015, zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2013, 2014, 2015, zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno