Projekti / Programi
01. januar 2015
- 31. december 2018
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 3.07.00 |
Medicina |
Metabolne in hormonske motnje |
|
| 1.02.00 |
Naravoslovje |
Fizika |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B000 |
Biomedicinske vede |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 3.02 |
Medicinske in zdravstvene vede |
Klinična medicina |
sladkorna bolezen, citosolni kalcij, membranski potencial, sincicij, konfokalna mikroskopija, teorija kompleksnih mrež, scale-free sistemi, analiza časovnih vrst, fizika kompleksnih mrež, velike količine podatkov, napredna analitika, in vitro tkivni modeli
Raziskovalci (12)
Organizacije (1)
Povzetek
Kolektivna aktivnost celičnih populacij predstavlja osnovo ritmičnosti in aktivnosti nasploh v kompleksnih mrežah celic in tkiv. Nedavni tehnološki napredki v izdelavi bioloških označevalcev, izboljšave optični komponent, hitrosti zajemanja mikroskopskih podatkov ter pojav novih, občutljivejših detekcijskih sistemov so nam omogočili zajem eksperimentalnih podatkov, ki jih sedaj lahko izvorno vrednotimo z orodji teorije kompleksnih mrež in tako bolje razumemo organizacijske in funkcionalne principe delovanja živih organov na različnih skalah. Preliminarne rezultate, o komuniciranju preko neposrednih stikov med celicami bomo nadgradili z različnimi oblikami zunajcelične signalizacije z upoštevanjem novih mikrofluidičnih pristopov in Big Data analitičnih rešitev. Tovrstna analiza pa bo omogočila tekoče zapisovanje kinetike znotrajceličnega kalcija v različnih fizioloških in farmakoloških režimih, kakor tudi v patofizioloških razmerah. Kombinacija znotrajcelične dinamike in mikrofluidne analize bo pripomogla k rekonstrukciji funkcionalnih trirazsežnih modelov tkiv in k razumevanju fiziologije in patofiziologije v kontekstu prostorske organizacije in mrež signalnih poti. Dostopnost človeškega tkiva bo omogočila neposredno evalvacijo rezultatov pridobljenih na živalskih modelih, kar je pomembno iz vidika evolucijske biologije kot tudi potencialnih kliničnih aplikacij. Rezultati naših poskusov in mrežnih analiz, izdelanih v okviru predlaganega raziskovalnega programa bodo uporabljeni za strategije preprečevanja, diagnostike in zdravljenja pomembnih bolezenskih stanj. Začetni poudarki bodo na preučevanju pakreatičnih otočkov kot endokrinih organov, ki dostavljajo kritično pomembne hormone, npr. inzulin, drugim celičnim sistemom v telesu. Motnje v signalizaciji inzulina v telesu pripeljejo do sladkorne bolezni, ki predstavlja resno grožno javnemu zdravstvu. Nadalje, in vitro bioinženirski trirazsežni modeli kompleksnih tkiv, še posebej tisti netransformiranega človeškega izvora, bodo postavljeni za pospeševanje farmakološkega testiranja, kakor tudi študij okoljske biokompatibilnosti in toksikologije.
Pomen za razvoj znanosti
Tkivne rezine so bile zaradi svoje kompleksnosti doslej le redko uporabljene za preučevanje kompleksne tkivne funkcije. Pred nedavnim je naša skupina razvila novo tehniko za preučevanje endokrine funkcije trebušne slinavke, organa, ki je pomemben pri uravnavanju nutrientov v krvi in katerega nepravilno delovanje je kritično pri mnogih boleznih, npr. sladkorni bolezni. Naš pristop je prvi, ki omogoča, da izmerimo električno aktivnosti, znotrajcelično odklanjanje koncentracije prostega kalcija in izločanje insulina pri beta-celicah v intaktnem tkivu na ravni posamezne celice in kjer lahko ionske kanale in metabolno aktivnost preučujemo hkrati s sekretorno kompetenco. Pričakujemo, da bo uporaba živali divjega tipa, metabolno kompromitiranih glodalskih modelov, modelov s tarčni izbitimi geni in človeških vzorcev dala ključne podatke o defektih, ki povzročijo endokrino bolezen, kot npr. sladkorno bolezen in nam pomagala razviti nove metode preventive, zdravljenja in diagnostike. Na obstoječem vrhunskem multifotonskem mikroskopu smo inovativno razvili nove pristope za uporabo fluorescenčnih označevalcev dinamičnih sprememb v celični koncentraciji kalcija in membranski napetosti. Z interdisciplinranim pristopom pa bomo izvirne poskusne podatke nadgradili z modernimi pristopi teorije kompleksnih mrež, mikrofluidike, analize velike količine podatkov in in vitro modelov kompleksnih tkiv.
Pomen za razvoj Slovenije
Endokrine motnje, kot npr. sladkorna bolezen so v razvitem svetu zelo razširjene in tukaj Republika Slovenija ni izjema. Približno 6% Evropejcev in več kot 200 milijonov ljudi po celem svetu boleha za sladkorno boleznijo. Zaradi povečane obolevnosti v razvitem, kot tudi razvijajočem se svetu, ta bolezen predstavlja vedno večji problem za javno zdravstvo. Vzrok sladkorne bolezni je še nezadostno poznan. Prevladujoče je mnenje, da gre za poligeno bolezen, na katero vplivajo številni , tudi okoljski dejavniki. Običajno nastopi v srednjih letih, obolevnost je pogostejša ob sočasni debelosti. Glede na epidemične razsežnosti bolezni in trenutni način diagnostike in zdravljenja predstavlja vedno bolj resno grožnjo za javni zdravstveni sistem. Alternativna in stroškovno učinkovejša diagnostika in terapija endokrinih motenj, vključno s sladkorno boleznijo, bo značilno doprinesla k razbremenitvi javnega zdravstvenega sistema.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2015,
2016,
2017,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2015,
2016,
2017,
zaključno poročilo
