Procjena svakodnevne izloženosti metalima i osobne osjetljivosti majke kao čimbenika razvojnoga podrijetla zdravlja i bolesti – METALORIGINS

Voditelj projekta: Martina Piasek (2017. – 2020.), Jasna Jurasović (2021. – 2022.)

Suradnici: Martina Piasek (od 1. 1. 2021.), Jasna Jurasović (do 31. 12. 2020.), Daria Pašalić, Sandra Stasenko, Tatjana Orct, Karmen Branović Čakanić, Alica Pizent, Maja Lazarus, Irena Brčić Karačonji, Nataša Brajenović, Anja Mikolić, Blanka Tariba Lovaković, Ankica Sekovanić, Antonija Sulimanec Grgec, Tanja Živković Semren (do 29. 2. 2020.), Zorana Kljaković-Gašpić, Jelena KovačićAndreja Jurič (do 29. 2. 2020.), Lana Škrgatić, Iva Miškulin

Trajanje: 1. 6. 2017. – 31. 3. 2022.

Vrijednost financiranja: 1.000.000,00 HRK

Sažetak
Nepovoljni događaji tijekom prenatalnoga razvoja, majčine deficijencije nutrijenata, izloženost toksičnim metalima i pušenje cigareta, mogu izravno remetiti fetalni razvoj, ali i utjecati na postnatalno zdravlje tijekom života povećavajući rizik za brojne bolesti odrasle dobi. Projektom će se procjenjivati povoljni učinci i opasnosti u uvjetima neizbježne svakodnevne izloženosti i unosa esencijalnih i glavnih toksičnih metala/polumetala u ranjivoj skupini žena tijekom trudnoće, koji uz majčinu osobnu (negenetičku i genetičku) osjetljivost mogu utjecati na fetalnu epigenetičku regulaciju in utero i tako biti čimbenici razvojnoga podrijetla zdravlja i bolesti (koncept developmental origins of health and disease, DOAHD). Izloženosti hranom i pušenjem cigareta (samoodređenjem i pušenje određivanjem kotinina u urinu majke) te rizici za zdravlje procjenjivat će se presječnim epidemiološkim istraživanjem metodama humanoga biološkog monitoringa u 150 parova rodilja-dijete nakon ročnog rodničkog porođaja u rodilištu (povrh prije skupljenih sličnih podataka i bioloških uzoraka u >200 ispitanica). Biološki biljezi izloženosti/unosa bit će razine toksičnih (Cd, Pb, Hg i As) i esencijalnih (Ca, Fe, Zn, Cu i Se) metala/polumetala u majčinoj krvi/serumu i urinu, krvi/serumu pupkovine i posteljičnom tkivu. Biljezi učinaka bit će aktivnost antioksidacijskih enzima (SOD i GPx) te razine metalotioneina (MT) i posteljičnih steroidnih hormona (P4 i E2). Procijenit će se povezanosti razina metala/polumetala i MT s genskim polimorfizmima MT2A majki. Postnatalni zdravstveni rizici zbog promjena razvojnoga programiranja procijenit će se epigenetičkim markerima, metilacijom DNA i razinama ekspresije mikro RNA. Rabit će se osjetljive i sofisticirane metode i oprema za pripreme i analize uzoraka ljudskoga podrijetla. Jedinstveni doprinos u biomedicinskim istraživanjima bit će dobivanje inovativnih podataka u toksikogenomici – okolišnoj epigenetici metala, prvi te vrste u Hrvatskoj.


 

Kvantno-kemijski dizajn, priprava i biološka svojstva organometalnih derivata nukleobaza – OrDeN

Voditelj projekta: Valerije Vrček, Farmaceutsko-biokemijski fakultet Sveučilišta u Zagrebu

Trajanje: 1. 3. 2017. – 28. 2. 2021.

Vrijednost financiranja: 937.000,00 HRK

Sažetak

Organometalni derivati nukleobaza (OrDeN-i) nova su generacija konjugata u kojima su povezani metaloceni s temeljnim supstrukturnim elementima nasljeđivanja. Zbog elektrofornih i bioaktivnih svojstava OrDeN-i nalaze primjenu u (bio)analitičkoj i medicinskoj kemiji. Priprava OrDeN-a se temelji na sintetskoj kopulaciji organometalnog dijela i heterocikličke baze koristeći razne vrste mostova. Izbor fragmenata uglavnom je vođen pristupom što veće raznolikosti strukturnih motiva. U okviru ovog projekta strukturne modifikacije OrDeN-a bit će usmjerene prema pripravi derivata s izraženim elektrokemijskim i biološkim svojstvima. Eksperimentalnom dijelu istraživanja prethodit će opsežni kvantno-kemijski izračuni. Metodama teorije funkcionala gustoće (DFT metode) moguće je predvidjeti kemijska svojstva OrDeN-a, poput reaktivnosti/stabilnosti, redukcijskog potencijala, supstitucijskih i solvatacijskih efekata. Ti parametri mogu poslužiti za dizajn OrDeN-a s poboljšanim biološkim svojstvima. Koristit će se one DFT metode koje se tijekom sustavne procjene teorijskih modela (benchmarking) pokažu optimalnim u opisu bioorganometalnih modela za koje postoje eksperimentalni podaci. Novi strukturni elementi OrDeN-a uključuju funkcionalni most, niz homoanularnih supstituenata, odabrane parove metalocena i nukleobaza, te bis-adukte. Novi most (linker) koji povezuje dva osnovna dijela OrDeN-a je karbonilna skupina i njezini reducirani oblici, hidroksilna i metilenska skupina. Elektronska komunikacija metalocena i nukleobaze ovisit će, dakle, o oksidacijskom stanju i hibridizaciji funkcionalnog mosta, a podešavat će se uvođenjem odabranih supstituenata na ciklopentadienilni prsten. Usporedba kvantno-kemijskih procjena s elektrokemijskim/ biološkim profilima pripravljenih modela upotrijebit će se u (re)dizajnu parova metalocena i nukleobaza, te ciljanih bis-adukata OrDeN-a.

Značaj interakcija metalnih nanočestica sa sumpornim biomolekulama za nano-bio sučelje – NanoFaceS

Trajanje: 15. 3. 2017. – 14. 3. 2021.

Vrijednost financiranja: 904.820,00 HRK

Sažetak

Nanomedicina kao područje primjene nanotehnologije u razvoju zaštite zdravlja ima veliki utjecaj na razvoj inovativnih medicinskih tretmana i terapija. Primjena nanočestica (NP) ima ogroman potencijal za učinkovitiju isporuku lijekova i gena, u razvoju fluorescentnih i kontrastnih dijagnostičkih alatki u medicini. … Međutim, opsežna in vivo primjena NP zahtijeva iscrpnije istraživanje fizikalno-kemijskih i fizioloških procesa koji se odvijaju u biološkim uvjetima. Takvo ‘nano-bio’ sučelje obuhvaća dinamičke fizikalno-kemijske interakcije, te kinetiku i termodinamiku razmjene između površine nanočestica i bioloških površina. … Nemoguće je potpuno opisati sve čimbenike značajne za to sučelje, ali su za daljnji razvoj nanomedicine nužne dodatne informacije o specifičnim interakcijama nanočestica s bioaktivnim komponentama prisutnim u živim stanicama i tkivima. Glavni cilj predloženog NanoFaceS projekta je pružiti nove informacije o prirodi ”nano-bio ‘sučelja između metalnih teranostičkih nanomaterijala i biomolekula koje sadrže sumpor (S-biomolekula), a koje imaju važnu i kompleksnu funkcionalnu ulogu u živim sustavima. … Modelni sustav NanoFaceS projekta čini (i) skup nanočestica s jezgrom od srebra, zlata i željezovog oksida, različitih fizikalno kemijskih svojstava (veličine, površinskog naboja i kemijskog sastava) i (ii) šest važnih S-biomolekula: cistein, glutation, metalotionein, albumin i inzulin. … Konceptualni temelj predloženog projekta jest multimetodološki i multidisciplinarni pristup koji će pružiti nove uvide u prirodu specifičnih bioloških interakcija NP sa S-biomolekulama. Projekt će na taj način značajno doprinijeti znanju potrebnom za daljnji razvoj nanomedicinskog područja.

Danube:Future Project – A sustainable future for the Danube River Basin as a challenge for the interdisciplinary humanities

Glavni projekt Prioritetnog područja 7 Strategije EU za dunavsku regiju

Koordinator projekta: Verena Winiwarter
Zamjenica koordinatora: Gertrud Haidvogl
Suradnik s IMI-ja: Goran Gajski

Poveznica: https://www.danubefuture.eu/

Glavni output projekta:

Danube: Future Projekt višegodišnji je program usmjeren na razvoj interdisciplinarnih istraživanja i obrazovanja u Dunavskoj regiji (DRB) te istovremeno služi kao podloga za rješavanje gorućih pitanja zaštite okoliša i održive budućnosti regije. Projekt se sastoji od tri modula: jezgre, jačanja kapaciteta i jačanja održivosti u vezi s istraživanjima s dugoročnom društveno-ekološkom komponentom. Projekt je jedinstvena kombinacija regionalne, nacionalne i međunarodne inicijative te interdisciplinarnog istraživanja održivosti, koji na taj način pridonosi održivom razvoju DRB-a, s posebnim naglaskom na doprinos u znanosti.

Dokument Danube:Future White Paper pripremljen je kroz opsežan postupak koji je uključio istraživače iz većine dunavskih zemalja u područjima prirodnih, društvenih i humanističkih znanosti. Usredotočuje se na istraživanje i potrebu za izgradnjom kapaciteta, kao i na izazove i prilike koje se otvaraju pri radu na razvoju društva orijentiranog na održivi razvoj i znanje u dunavskoj regiji. Preporuke za buduća istraživačka usmjerenja uzimaju u obzir inter- i transdisciplinarne pristupe te se zasnivaju na načelima preventivnog djelovanja, javnog sudjelovanja, društvenog učenja i odgovornog istraživanja.

Dokument je dostupan na https://www.danubefuture.eu/publication/book/610


 

Razvoj biotest metode za dokazivanje rezidua herbicida u tlu

Razdoblje provedbe: 1.9.2016.-31.8.2017.

Voditelj: Klara Barić (Agronomski fakultet Sveučilišta u Zagrebu)

Suradnici: Sanja Stipičević, Z. Ostojić, A. Pintar, M. Šćepanović (Agronomski fakultet)

Sažetak istraživanja
Suvremeni monitoring pesticida u tlu, vodi i biološkom materijalu uključuje primjenu instrumentalnih analitičkih tehnika. Monitoring herbicida u tlu moguće je obavljati i biotestovima, odnosno metodom dokazivanja rezidua herbicida u tlu utvrđivanjem stupnja fitotoksičnosti herbicida na kultiviranoj biljci. Biotestovi su korisna, ali nedovoljno istražena, nadopuna analitičkim metodama koje, zbog vrlo niskih razina rezidua herbicida u tlu, često ne daju odgovor za opaženu reakciju kultivara, posebice onih koji slijede u plodoredu.

Cilj ovog projekta je odrediti sinergiju analitičkih metoda i metoda biotestova u određivanju rezidua mezotriona u tlu te odrediti standardne krivulje osjetljivosti testnih biljaka na poznate koncentracije herbicida u tri najzastupljenija tipa tla u Hrvatskoj. U okviru karakterizacije tala određeni su udjeli ukupnog i organskog ugljika (TOC-SSM analiza) i pH vrijednost. Započeto je terensko istraživanje najpogodnije testne biljke i njezine reakcije na različite doze herbicida. Poljski pokus je postavljen u Šašinovcu kraj Sesveta. Polje je zasijano sa šest testnih kultura (soja, šećerna repa, suncokret, uljana repica, grašak i zob), a na dan sjetve obavljeno je i tretiranje polja pripravkom mezotriona CALLISTO 480 SC sa šest različitih doza herbicida. Osjetljivost biljaka određivala se periodički, metodama subjektivne vizualne ocjene i određivanjem mase svježe i suhe nadzemne mase kultivara. Sondiranje neporemećenog uzorka tretiranog površinskog tla za uzgoj testnih biljaka u kontroliranim uvjetima obavljeno je 3 i 6 mjeseci nakon primjene herbicida. Isto će se ponoviti i 12 mjeseci od primjene herbicida. Određivat će se intenzitet inhibicije rasta metodama određivanja mase nadzemne mase testnih biljaka i određivanjem sadržaja karotenoida u listu.

Znanstveni centar izvrsnosti za reproduktivnu i regenerativnu medicinu (CERRM)

Znanstveni centar izvrsnosti za reproduktivnu i regenerativnu medicinu (CERRM) nastao je objedinjavanjem dvaju Projektnih prijava s Medicinskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu (MEF) na natječaj za osnivanje znanstvenih centara izvrsnosti u Republici Hrvatskoj 2013. godine. Odlukom Ministarstva znanosti, obrazovanja i sporta (MZOS) osnovan je CERRM kojeg čine dvije istraživačke jedinice:

Voditelj CERRM-a izmjenjuje se godišnje, a trenutno tu poziciju obnaša profesor Ježek.

Status Znanstvenog centra izvrsnosti dodjeljuje se na 5 godina, s mogućnošću produljenja. Financiranje se ostvaruje iz sredstava Državnog proračuna preko MZOS, iz EU sredstava posredstvom MZOS te iz drugih domaćih i međunarodnih fondova na koje se CERRM prijavljuje sa svojim znanstvenim projektnim prijedlozima.

Fitotoksičnost nanosrebra: mehanizmi akcije i interakcije u stanicama duhana – NanoPhytoTox

Voditelj projekta: Biljana Balen, Prirodoslovno-matematički fakultet Sveučilišta u Zagrebu

Razdoblje provedbe: 1.5.2016.-30.4.2020.

Sažetak istraživanja

Male dimenzije nanočestica (NPs), rezultiraju jedinstvenim kemijskim i fizikalnim značajkama, zbog čega se one proizvode u velikim količinama i koriste u različitim proizvodima. Zbog široke upotrebe nanosrebra (AgNPs), najzastupljenijeg nanomaterijala koji ima protubakterijska i protugljivična svojstva, raste zabrinutost glede mogućih štetnih učinaka na okoliš. Do sada je objavljeno nekoliko toksikoloških studija na česticama AgNP, no još uvijek je teško donijeti konačne zaključke o njihovoj toksičnosti. AgNPs su sklone (bio)transformaciji, koja mijenja njihova svojstva i još uvijek nije jasno potječe li toksičnost od samih nanočestica ili od otpuštenih iona Ag+. Biljke kao vitalan dio ekološkog sustava imaju važnu ulogu u transportu i bioakumulaciji toksičnih tvari u hranidbeni lanac. No, studije fitotoksičnosti AgNP su malobrojne i manjkave. Nadalje, nedostaju i podaci o učincima AgNPs na važne stanične procese. Stoga u ovom projektu želimo otkriti i objasniti toksične učinke nekoliko različitih tipova AgNPs na biljke, što će doprinijeti procjeni okolišnog rizika izlaganja nanosrebru. Kao modelni organizam predlažemo duhan, ekonomski važnu biljku često korištenu u istraživanjima abiotičkog stresa. Testirat ćemo AgNPs stabilizirane različitim omotačima, kako bi otkrili utječu li različite osobine ovih nanočestica na njihovu toksičnost. Kako bismo ustanovili potječe li toksičnost AgNPs od oslobođenih iona Ag+ ili od samih nanočestica, odredit ćemo stabilnost i biotransformaciju AgNPs i ustanoviti ulaze li nanočestice u biljno tkivo odnosno stanicu. Nadalje, utvrdit ćemo ulogu oksidacijskog stresa u mehanizmu toksičnosti nanosrebra te dolazi li tijekom izlaganja nanosrebru do promjene u sastavu proteina. Na temelju dobivenih rezultata definirat ćemo biomarkere fitotoksičnosti AgNPs koji bi se mogli koristiti u biomonitoringu okoliša. Dobiveni rezultati moći će se primijeniti za procjenu sigurnosti korištenja nanočestica srebra.

Razvoj voltametrijskih metoda za karakterizaciju prirodnih antioksidansa – DVMCNA

Voditelj projekta: Šebojka Komorsky-Lovrić (Institut „Ruđer Bošković“)

Razdoblje provedbe: 1.7.2014.-30.6.2017.

Sažetak istraživanja

Brojna istraživanja pokazuju da redovita konzumacija namirnica biljnog porijekla ima cijeli niz povoljnih učinaka na zdravlje ljudi, što se najvećim dijelom pripisuje antioksidativnom djelovanju pojedinih sastojaka u namirnicama. Antioksidansi hvataju slobodne radikale u ljudskom organizmu te time sprečavaju ili značajno usporavaju različite štetne oksidacijske procese koji bi inače mogli dovesti do cijelog niza degenerativnih bolesti. Prirodni sastojci voća i povrća za koje je dokazano da posjeduju izrazitu antioksidacijsku aktivnost su: polifenoli (flavonoidi i fenolne kiseline), vitamini A i E, te neki karotenoidi (likopen, ß-karoten, lutein). Posljednjih godina postoji sve veći interes za primjenu različitih elektrokemijskih (prije svega voltametrijskih) tehnika za karakterizaciju bioaktivnih supstanci u prirodnim uzorcima. Moderne voltametrijske tehnike ne zahtijevaju upotrebu dodatnih reagensa za određivanje antioksidativne aktivnosti, omogućavaju analizu velikog broja uzoraka u kratkom vremenu, te koriste osjetljive, jeftine i lako primjenjive instrumente. Stoga je jedan od ciljeva ovog projekta razviti i validirati jednostavnu, brzu, pouzdanu, osjetljivu i preciznu elektrokemijsku metodu za određivanje ukupnog antioksidacijskog kapaciteta namirnica, koja bi bila pogodna za rutinske analize hrane kako u istraživačkim laboratorijima tako i u industriji. Poznavanje elektrokemijskih svojstava nekog spoja jedan je od bitnih preduvjeta za razumijevanje mehanizma njegovog antioksidacijskog djelovanja, te je jedan od ciljeva projekta detaljno ispitati mehanizme elektrokemijskog djelovanja pojedinih antioksidativnih spojeva.

Uloga estrogen i androgen receptora u aktivaciji strome oralnog karcinoma i njihov utjecaj na preživljavanje bolesnika – ACTIVSTROMORALCANCER

Voditelj: Vanja Vučićević Boras

Ustanova:
Sveučilište u Zagrebu, Stomatološki fakultet

Sažetak
Učestalost oralnog karcinom pločastih stanica (OKPS) u Hrvatskoj je 8,4 osobe na 100.00 stanovnika. Najveća učestalost ovog karcinoma je u muškaraca iznad 50 godina starosti. Znakovito povećani rizik za razvoj oralnog karcinoma imaju pušači i osobe koje svakodnevno konzumiraju alkohol. OKPS je agresivni karcinom koji brzo metastazira (oko 50% oboljelih ima pri postavljanju dijagnoze metastaze u limfnim čvorovima) te je uspješna dijagnostika od velike važnosti za učinkovitu terapiju. Unatoč razvoju novih terapijskih pristupa u liječenju ovog karcinoma ne bilježi se značajni porast petogodišnjeg preživljavanja zadnjih desetljeća. Standardni oblici liječenja su kirurške disekcije uz liječenje zračenjem, a kemoterapija se rjeđe primjenjuje. Najnovija istraživanja ukazuju da je uz histološki nalaz OKPS od velikog značaja i procjena aktivnosti strome samog tumora koja može sadržavati stanice koje ispuštaju signalne molekule ključne za razvoj metastaza. Cilj ovog projekta je pridonijeti saznanjima o broju i aktivaciji stanica u stromi OKPS-a u odnosu na preživljavanje bolesnika. Istraživanje će se zasnivati na arhivskim bioptatima, a uključit će procjenu razine receptora na malignim stanicama i stanicama strome tumora (androgeni, estrogeni), metaloproteinaza 9, citokina (IL-1beta, IL-6), vaskularnog endotelnog čimbenika rasta i čimbenika hipoksije te čimbenika proliferacija Ki67. Očekivani rezultati pridonijet će poboljšanju informativnosti histološkog nalaza i individualnom pristupu liječenja OKPS-a. Putem upitnika ispitati će se životne navike bolesnika, izloženost te obiteljska anamneza i njihov mogući utjecaj na histološki profil OKPS-a. U okviru projekta izradit će se web stranica sa rezultatima projekta, bazom tekućih istraživačkih projekata, kliničkih studija, relevantni publikacija i forumom. Web stranica će pridonijeti boljoj suradnji kliničara i drugih zainteresiranih eksperata, a u svrhu boljitka za bolesnike kao i budućoj međunarodnoj prepoznatljivosti.

Štetni učinci pojedinačnih i kombiniranih mikotoksina Aspergillus vrsta – MycotoxA

VoditeljMaja Šegvić Klarić

Ustanova:
Sveučilište u Zagrebu, Farmaceutsko-biokemijski fakultet

Sažetak:
Prema EU dokumentu o klimatskim promjenama u južnoj i jugoistočnoj Europi očekuje se povećanje temperature za 4-5° C, te sušna razdoblja u kombinaciji s velikom količinom oborina i poplave. Takve klimatske promjene mogu se odraziti na obrazac pojavnosti plijesni-producenata mikotoksina. Aspergillus vrste i njihovi mikotoksini mogli bi postati češći kontaminanti hrane u našem podneblju nego li je to bilo do sada, što može značajno povećati rizik za zdravlje bilo da se radi o unosu toksina ingestijom ili inhalacijom. S mikotoksikološkog stajališta, Aspergillus vrste iz sekcija Flavi, Circumdati, Nigri, Versicolores i Terrei zaslužuju posebnu pozornost zbog proizvodnje aflatoksina B1, okratoksina A, fumonizina, sterigmatocistina i citrinina. Mehanizam toksičnosti tih mikotoksina još uvijek nije razjašnjen. Jedan od mogućih mehanizama koji igra značajnu ulogu u imunotoksičnosti, genotoksičnosti i kancerogenosti mikotoksina je oksidacijski stres. To bi se moglo spriječiti korištenjem nekih prirodnih antioksidanata kao što je resveratrol. Stoga su ciljevi ovog projekta: 1) istražiti pojavnost genotipova Aspergillus vrsta u hrani i zraku zatvorenih plijesnima opterećenih prostora, primjenom sekvenciranja ITS /CaM regije DNA; 2) ispitati toksinogenosti Aspergillus vrsta in vitro i ex vivo pomoću tekućinske kromatografije visoke učinkovitosti u kombinaciji s masenom spektrometrijom; 3) razjasniti ulogu oksidacijskog stresa u mehanizmu toksičnosti mikotoksina in vitro / in vivo određivanjem lipidne peroksidacije, staničnih antioksidanta i ekspresije proteina toplinskog šoka; 4) ispitati toksične interakcije mikotoksina (aditivnost, sinergizam, antagonizam) u dvojnim i trojnim kombinacijama koncentracija koje odgovaraju EU limitu koristeći stanične linije i statističke modele, te 5) ispitati antioksidativni potencijal resveratrola. Rezultati će pružiti temelj za preporuke i / ili reviziju postojećih regulatornih smjernica kako bi se smanjio rizik za ljudsko zdravlje.