Projekti / Programi
RAZVOJ NOVIH TEHNOLOGIJ ZA DETEKCIJO, KVANTIFIKACIJO IN VREDNOTENJE BAKTERIOFAGOV
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.06.00 |
Biotehnika |
Biotehnologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T490 |
Tehnološke vede |
Biotehnologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.09 |
Tehniške in tehnološke vede |
Industrijska biotehnologija |
terapija s fagi, kvantifikacijske metode za viruse, kontrola kakovosti, razvoj protimikrobnih snovi
Raziskovalci (18)
Organizacije (5)
Povzetek
Protimikrobne snovi imajo pomembno vlogo pri ohranjanju zdravja in počutja ljudi, živali in rastlin. Antibiotiki so bili od svojega odkritja naprej glavno sredstvo za zdravljenje infekcijskih bolezni. Vendar so tekom desetletij bakterije postale odporne nanje in na vse nove generacije antibiotikov. Dandanes odpornost na antibiotike predstavlja velik problem po celem svetu. Vsako leto v Evropski uniji umre 25000 ljudi zaradi bolezni, ki so jih povzročile multirezistente bakterije. Primeri, ki se ne končajo tragično pa vseeno potrebujejo bolnišnično oskrbo, podaljšano zdravljenje in bolniške zaradi nanesejo 1,5 bilijonov stroškov letno. Potrebno je razviti nove antibiotike in nove, zanesljive metode za nadzor infektivnih mikroorganizmov. Ena od najpogosteje navajanih alternativ so bakteriofagi, ki so bili v času pred antibiotiki pogosto uporabljeni za zdravljenje bakterijskih okužb. Danes proizvajalci protimikrobnih snovi ne morejo dati na trg, preden ne zagotovijo ustrezne učinkovitosti, sterilnosti, čistosti in izvora produkta. Teh pravil se morajo proizvajalci držati pri vseh bioloških produktih, med katere sodijo tudi fagi. Učinkovite metode za sledenje, proizvodnjo in formulacijo bi olajšale pot do odobritve novih produktov s strani regulatornih teles.
Glavni cilj predlaganega projekta je razvoj novih metod za detekcijo, kvantifikacijo in vrednotenje fagov.
Nove tehnologije temeljijo na kemijskih, fizikalnih in bioloških lastnostih fagov. V predlaganem projektu bomo razvili kromatografsko metodo za hitro in učinkovito sledenje skupnemu številu fagov. Ta parameter bomo izmerili tudi z mikrogravimetrično metodo, ki s katero določamo maso na principu merjenja mehanske resonance piezoelektričnega kremenčevega kristala. Razvili bomo novo metodo za določanje infektivnosti, ki bo temeljila na detekciji zgodnjega odziva bakterije na infekcijo s fagom. Vse te metode bomo uporabili v proizvodnem procesu produktov na osnovi fagov dveh patogenih bakterij: humanega patogena Campylobacter jejuni in rastlinskega patogena Pectobacterium cypripedii.
Bakterije iz rodu Campylobacter so najpogostejše povzročiteljice enteričnih bolezni v Evropi in drugih razvitih ržavah. Učinkovitost fagov za kontrolo kontaminacije s to bakterijo so že potrdili v treh študijah, vendar do sedaj nobena ni napredovala v klinična testiranja.
Pectobacterium cypripedii povzroča bakterijsko okužbo na listih orhidej in zaradi te infekcije so izgube v vzgoji orhidej precejšnje. Fage so že uporabljali za zatiranje rastlinski bakterijskih škodljivcev, vendar ne te, ki jo povzroča omenjena bakterija.
V interdisciplinarni projekt so vključene raziskovalne skupine, ki imajo komplementarno znanje in »know-how«, kar jim bo omogočilo uresničiti cilje projekta. Sodelavci na projektu prihajajo iz Laboratorija za analitiko, Center odličnosti za biosenzoriko, instrumentacijo in procesno kontrolo (Co BIK), Laboratorija za biokibernetiko, Fakulteta za elektrotehniko, Oddelka za mikrobiologijo in mikrobno biotehnologijo Biotehniške fakulteta, Univeza v Ljubljani, Nacionalnega inštituta za biologijo iz Oddelka za biotehnologijo in sistemsko biologijo ter internacionalnega projektnega partnerja Purdue University. Potencialni uporabnik in sofinancer projekta je visokotehnološko podjetje BIA Separations, ki proizvaja monolitne kromatografske nosilce, ki so prilagojeni za čiščenje velikih biomolekul in virusov za potrebe farmacevtske industrije.
Pomen za razvoj znanosti
Zaradi povečanja števila bakterij odpornih na obstoječe antibiotike je vse bolj pomemben razvoj novih antibiotikov in alternativnih antibakterijskih strategij. Med možne alternativne pristope sodi tudi bakteriofagna terapija. Kljub temu, da je bila slednja uspešna v večjem številu študij, še vedno ni splošno sprejeta in uporabljena v Evropi, ZDA in drugih razvitih državah. Nekateri klinični poskusi so že bili dokončani, nekateri pa so v teku. Hkrati se pojavlja vedno večje število znanstvenih objav ter podjetij, ki nakazujejo željo znastvene in gospodarske skupnosti po razvoju bakteriofagnih produktov za uporabo v medicini, prehranski verigi in industriji. Uspešno razvite metode za zaznavanje in kvantifikacijo bakteriofagov so podpora razvoju novih produktov na osnovi bakteriofagov in njihovo proizvodnjo proizvodnjo. Metode so nove in v veliki meri lahko nadomestijo uveljavljene metode, ki pa so dolgotrajne in delovno intenzivne. Rezultati projekta pa obenem osvetljujejo tudi težavnost dela z biološkimi zdravili med katere sodijo bakteriofagi in probleme, ki so posledica kemijsko-biološke kompleksnosti sistema ter zahtevnosti dela s patogenimi bakterijskimi vrstami.
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. Tudi s pomočjo tega projekta smo pridobili rezultate s katerimi smo utrdili svoje znanstveno udejstvovanje na področju reševanja problema z odpornostjo na protimikrobne snovi. Izvajanje projekta je tudi okrepilo vezi z raziskovalnimi skupinami iz tujine, vzpostavilo nove povezave in ter s tem povečalo potencial kandidiranja na mednarodnih razpisih. Projekt je vzpodbudil več diplomskih in magistrskih in je tako pomembno prispeval k izobraževanju mladih raziskovalcev ter razširil zavest o potrebi po novih antibakterijskih učinkovinah med strokovno in splošno javnostjo. Prav tako je partnersko podjetje razširilo storitveno dejavnost na globalnem trgu in s tem ohranilo nova delovna mesta z visoko dodano vrednostjo v času gospodarske krize.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
