Projekti / Programi
Funkcijska genomika in biotehnologija za zdravje
01. januar 2015
- 31. december 2021
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.05.00 |
Naravoslovje |
Biokemija in molekularna biologija |
|
| 3.07.00 |
Medicina |
Metabolne in hormonske motnje |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P000 |
Naravoslovno-matematične vede |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.06 |
Naravoslovne vede |
Biologija |
funkcijska genomika; večfaktorske bolezni; karcinogeneza; zaščita tkiv, regeneracija, celjenje ran, matične celice; psihiatrične motnje, samomorilnost; metabolne bolezni, NAFDL, homeostaza holesterola, cirkadialni ritem; polimorfizem, mutacije, bio-označevalci, nano-protitelesa, bio-čipi, NGS
Raziskovalci (60)
Organizacije (1)
Povzetek
Bolezni človeka začenjamo razumeti kot dinamično motnjo zapletenih integriranih genetskih, molekulskih in celičnih ritmičnih mrež, ki so senzorično in interaktivno povezane z okoljem. Omenjeni premik iz ustaljenega pogleda na medicino in njene raziskave, ki so ga omogočile zmogljive genomske tehnologije, bo temeljna gonilna sila našega raziskovalnega dela. Cilj predlaganega programa je razviti platformo za celostno preučevanje kompleksnih večfaktorskih bolezni in posledično načrtovanje novih diagnostičnih in terapevtskih pristopov. Znanja in uvedene metode bodo na voljo za ustrezno obravnavo katerekoli kompleksne bolezni, obenem pa bodo tudi izhodišče za oblikovanje novih »spin-off« podjetij (nano-protitelesa; diagnostična orodja; terapevtiki; bioinformacijske obdelave).
Program P1-0104 »Funkcijska genomika in biotehnologija za zdravje« bo v prihodnjem obdobju razdeljen na dva povezovalna segmenta: A/ Molekulsko in celično razumevanje izbranih kompleksnih večfaktorskih bolezni in B/ Sistemski pristopi za identifikacijo prekrivajočih se bolezenskih mehanizmov, iskanje molekulskih tarč in načrtovanje novih zdravil in dostavnih sistemov. Za raziskavo molekulskih mehanizmov smo izbrali štiri modele kompleksnih večfaktorskih fenomenov: karcinogenezo, poškodbo in regeneracijo tkiva, psihiatrično motnjo in progresivno nealkoholno bolezen jeter kot primer bolezni metabolizma. Ob tem bomo porabili tudi »navzkrižno strategijo«, kar pomeni, da bomo pri boleznih, kjer primarno iščemo neposredne molekulske vzroke, pregledovali tudi polimorfizme v genih metabolizma in cirkadialne ure, na vzorcih bolnikov z metabolnimi okvarami pa bomo na transkriptomski in proteomski ravni preiskali tudi gene, ki jih sicer raziskujemo pri omenjenih ostalih patologijah oz. fenomenih. Na ta način bomo celostno iskali potencialne skupne mehanizme kompleksnih bolezni.
Z našimi raziskavami razvijamo platformo za celostno preučevanje kompleksnih večfaktorskih bolezni (od genomike, transkriptomike in proteomike do sistemske bioinformatske analize podatkov) in posledično načrtovanje novih diagnostičnih in terapevtskih pristopov. Znanja in uvedene metode bodo na voljo za ustrezno obravnavo katerekoli kompleksne bolezni, obenem pa bodo tudi izhodišče za oblikovanje novih »spin-off« podjetij (nano-protitelesa; diagnostična orodja; terapevtiki; bioinformacijske obdelave). Program bo izvedljiv tudi zaradi številnih vzpostavljenih tesnih povezav doma in po svetu, ki nam omogočajo dostop do bioloških vzorcev in zahtevnejših analiznih postopkov.
Pomen za razvoj znanosti
Večina bolezni človeka je večfaktorskih, kar za razliko od enostavnejših enogenskih bolezni zahteva drugačne pristope k raziskovanju molekularnih vzrokov za njihov nastanek. Bolezni, ki so v središču naših raziskovanj, predstavljajo pereč problem v razvitih družbah. Sodobne tehnologije sekvenciranja genomov, asociacijske študije ter analize transkriptoma, proteoma, metiloma in metaboloma so nam omogočile velik korak naprej pri razumevanju vloge različnih dejavnikov v razvoju bolezni. Vseeno znanstveniki priznavajo, da zgolj identifikacija golih dejavnikov tveganja za razvoj bolezni ni dovolj. Potrebni so novi pristopi k raziskovanju in znanstvenemu razmišljanju, ki bodo vodili k celovitejšemu razumevanju porušenja homestaze na ravni organizma in s tem razvoja bolezni. Z uporabo globalnih omskih pristopov na vzorcih bolnikov in na živalskih modelih bomo s kombinacijo eksperimentalnih in računskih metod raziskali molekularne mehanizme in interakcije, kar bo pomembno prispevalo k drugačnemu razumevanju bolezni in njihovega razvoja. Pridobljeni podatki bodo omogočili nov, celosten vpogled v dejavnike tveganja ter mehanizme razvoja in napredovanja kompleksnih patologij. S tem bomo prispevali novo znanje k razumevanju mehanizmov bolezni in identifikaciji diagnostičnih in prognostičnih genomskih biooznačevalcev. Obenem pričakujemo, da bomo razvili in poenostavili metode tako, da bodo neposredno prenosljive v klinične laboratorije. Z odkrivanjem novih genetskih povezav in vloge molekulskih tarč bomo dali osnove za razvoj novih usmerjenih zdravil. Na ta način bomo razvijali pristope k racionalnejši farmakoterapiji in obenem tudi ustvarjali poti, ki bodo omogočale bolniku prilagojeno zdravljenje.
Predloženi program je korak naprej v smislu združevanja in iskanja sovplivov in skupnih smernic pri na prvi pogled nepovezanih dejavnikih tveganja za kompleksne bolezni, in bo temeljil na vzdrževanju in nadaljnjem razvoju post-genomske metodološke platforme. Je izrazito interdisciplinarne narave in uporablja nova orodja funkcijske genomike. Poleg novih osnovnih spoznanj s področja medicinsko usmerjene biokemije in molekularne biologije se vklaplja v domeno bioinformatike in matematičnega modeliranja. Pričakujemo, da bodo imele v tem programu načrtovane raziskave tudi vpliv na vsa omenjena področja. Znanstvena spoznanja iz naših raziskav spadajo v kategorijo temeljnih znanstvenih spoznanj s področja biokemije in molekularne biologije, funkcijske genomike in matematičnih pristopov, kar skupaj vodi do sistemske medicine, ki bo imela v naslednjem desetletju velik vpliv na javno zdravstvo in ekonomijo.
Pomen za razvoj Slovenije
Neposredni pomen
V okviru programa bomo razvili postopke, ki lahko bistveno prispevajo k znižanju stroškov in izboljšanju kakovosti na področju novega znanja v biomedicini. Silen tehnološki napredek v tem desetletju je močno povečal moč in učinkovitost znanstveno raziskovalnega dela pri odkrivanju molekulskih vzrokov in posledic bolezni, kar seveda ima odmev v gospodarstvu in družbi (razvoj in proizvodnja bioloških zdravil, novi diagnstični in terapevtski pristopi, družbeni odziv na relaciji družba : genomika). Obenem smo priče proste dostopnosti različnih obsežnih podatkovnih zbirk in zbirk znanj, kar pa zahteva tesno sodelovanje med raziskovalci biomedicinskih in matematično-informatičnih znanosti. Cilj sodobne znanosti je integracija prihajajočih eksperimentalnih podatkov z obstoječim znanjem, kar bi omogočilo uporabo prenovljenih obstoječih podatkov in s tem zmanjšanje stroškov eksperimentov. Tak pristop povečuje robustnost generiranih hipotez, ki vodijo do novih odkritij biomedicinskega znanja, zdravil in zdravstvenih postopkov. Slovenija pri povezovanju tovrstnih interdisciplinarnih znanosti močno zaostaja in nima dovolj izkušenj za prenos v prakso. Predlagani program bo prispeval k premostitvi te vrzeli, saj bo uporabil najsodobnejše po-genomske eksperimentalne in računske pristope na biomedicinsko relevantnih problematikah večfaktorskih bolezni in pri tem izobrazil številne mlade strokovnjake. Dolgoročno bo prispeval k boju proti večfaktorskim boleznim, ki predstavljajo pereče medicinske izzive naše dobe, kot so metabolni sindrom, rak, psihiatrične motnje in druge bolezni. S pridobivanjem novega znanja o obravnavanih boleznih bo morda predlagal nove strategije zdravljenja in morebiti izpostavil nove tarče zdravil. Prost dostop do tega znanja lahko potencialno spodbudi inovacije v farmacevtski industriji in malih podjetjih. Z zagotavljanjem novih smernic ter z iz njih izhajajočim razvojem posamezniku prilagojenih napovedi o napredovovanju bolezni oziroma učinkov zdravljenja, bo pripomogel tudi k »zdravstveni pismenosti« laične javnosti.
Posredni pomen
Pri raziskovalnem delu smo vzpostavili tesna sodelovanja z uglednimi mednarodnimi ustanovami kot so ICGEB, VUB v Belgiji, Institut Pasteur, Babraham Institute v Cambridgeu, DKFZ v Heidelbergu in druge. S predlaganim projektom se naša programska skupina na Medicinski fakulteti Univerze v Ljubljani tudi vključuje v širša evropska prizadevanja na področju razvoja in uporabe sistemske medicine (FP7 CASyM: Coordinated Actions Systems Medicine), sistemske biologije (FP7 ISBE: Infrastructure for Systems Biology Europe) ter dela z visokogostotnimi, za medicino pomembnimi podatki pogenomske dobe (ELIXIR: ESFRI, vse-evropska raziskovalna infrastruktura, ki združuje vodilne evropske znanstvene organizacije za pridobivanje, upravljanje in varovanje ogromnih količin podatkov, ki nastajajo na dnevni ravni). Slovenija je postala polnopravna članica ELIXIR zaradi prizadevanj članov naše programske skupine.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2015,
vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2015,
vmesno poročilo
