Čomu sa venujú vedci v „koronových“ projektoch podporených štátom

Tamara Leontievová

Do výzvy Agentúry na podporu výskumu a vývoja sa prihlásilo počas leta 111 projektov, podporu získalo 24 z nich.

Ilustrácia ruky s dáždnikom ktorá sa chráni proti koronavírusu. Zdroj: iStockphoto.com

S pandémiou bojujú vedci na celom svete, tí slovenskí nie sú výnimkou. Na ich podporu vyhlásilo Ministerstvo školstva, vedy, výskumu a športu prostredníctvom Agentúry na podporu výskumu a vývoja (APVV) tento rok v lete výzvu, do ktorej sa zapojilo 111 subjektov.

Cieľom výzvy bola podpora výskumu a vývoja súvisiaceho z pandémiou nového koronavírusu COVID-19, do ktorej patril okrem iného napríklad vývoj liekov, vakcín či testov, zdravotníckych pomôcok, vybavenia, diagnostických nástrojov, dezinfekčných prostriedkov, či nástroje na zber a spracovanie údajov.

Z 24 úspešných riešiteľov výzvy sa redakcii portálu Veda na dosah podarilo doteraz získať podrobnejšie informácie o šiestich. Celý zoznam žiadateľov o podporu na výskum a vývoj sa nachádza na tomto odkaze, v našom článku nájdete podrobné informácie o šiestich z nich.

Zdravotníčka v ochrannom obleku vykonávajúca mužovi výter z hrdla. Zdroj: iStockphoto.com

Ilustračná foto: Testovanie na nový koronavírus. Zdroj: iStockphoto.com

Vývoj vysoko výkonného, citlivého RT-qPCR testu a rýchleho RT-LAMP testu na rozlíšenie SARS-CoV-2 a chrípky (MultiplexDX, s.r.o.)

O projekte: Cieľom projektu je vývoj nových diagnostických nástrojov na posilnenie testovacích schopností Slovenska. Ide o zlepšenie citlivosti a špecifickosti nášho súčasného diagnostického kitu vDetect COVID-19 RT-qPCR, vývoj multiplexového testu, rýchleho testu a testov RT-qPCR a RT-LAMP na chrípku A a B, ktoré sa môžu použiť v spojení s testom SARS-CoV-2 na účinnú diferenciáciu jednotlivcov vykazujúcich príznaky oboch vírusov.

Čo je hlavným cieľom vášho projektu? 

Petra Lipnická, riaditeľka stratégie spoločnosti Mutliplex: Cieľom nášho projektu je vyvinúť̌ nové diagnostické́ nástroje na posilnenie testovacích schopností Slovenska. Primárne navrhujeme zlepšiť citlivosť̌ a špecifickosť nášho súčasného diagnostického kitu vDetect COVID-19 RT-qPCR vývojom inovatívneho prístupu s použitím duálnych hydrolyzačných prób.

Vyvinieme tiež multiplexný test, ktorý kombinuje do jedného testu testy na detekciu génov pre SARS-CoV-2 obalový proteín (E) a polymeráza (RdRP) a test pre vnútornú kontrolu ľudskej RNázy P, čím sa významne zníži prácnosť, dĺžka trvania testu a testovacie náklady.

Aby sme doplnili tento citlivý, multiplexný test RT-qPCR, vyvíjame rýchly test určený na testovanie v mieste vyšetrenia (point-of-care, PoC) pomocou izotermálnej amplifikácie (RT-LAMP), ktorý nevyžaduje drahé laboratórne vybavenie, kvalifikovaný personál a môže byť uskutočňovaný na letiskách, hraniciach, v lekárskych ordináciách, vidieckych spoločenstvách, v spoločnostiach a mobilných testovacích miestach.

Pretože SARS-CoV-2 a chrípka majú podobné príznaky, budúca chrípková sezóna prinesie ďalšie výzvy pre správne diagnostikovanie jednotlivcov. Z toho dôvodu navrhujeme vyvinúť testy RT-qPCR a RT-LAMP na chrípku A a B, ktoré sa môžu použiť v spojení s testom SARS- CoV-2 na účinnú diferenciáciu jednotlivcov vykazujúcich príznaky oboch vírusov.

Ako prebieha váš výskum v praxi?

Petra Lipnická, riaditeľka stratégie spoločnosti Mutliplex: Náš tím pre výskum a vývoj sa skladá zo štrnástich členov, od juniorských vedcov až po nášho CEO / CSO (Pavol Čekan, pozn. red.) ktorý sa tiež aktívne podieľa na realizácii experimentov v laboratóriu. V súčasnosti sa zhruba polovica nášho výskumno-vývojového (R&D) tímu venuje projektu APVV CoV-INFect.

Typický deň by sa začína stretnutím s príslušnými tímami, na ktorom sa prediskutujú výsledky z predchádzajúceho dňa a stanovia sa krátkodobé ciele pre nasledujúci deň a zostávajúci týždeň. Potom väčšina vedcov trávi čas v laboratóriu prípravou vzoriek a reakčných zmesí a následným uskutočňovaním experimentov, analýzou údajov, dokumentáciou výsledkov a navrhovaním následných experimentov.

Tím R&D podporuje aj členovia nášho tímu pre syntézu oligonukleotidov (napr. produkčný tím), ktorí syntetizujú primery a sondy potrebné na vykonávanie testov na prítomnosť COVID-19, resp. chrípky.

Okrem experimentálnej činnosti zamerané na vývoj inovatívnych metód detekcie infekčných chorôb sa výskumný pracovníci venujú aj ochrane duševného vlastníctva, ktoré vzniká ako priamy dôsledok ich výskumnej činnosti. Napríklad sme nedávno podali patent EÚ na krytie nášho duševného vlastníctva a niektorí naši vedci sa podieľali na príprave patentovej prihlášky a diskusiách o technických aspektoch s patentovými právnikmi.

Tím pre výskum a vývoj niekedy spolupracuje aj s našim komerčným tímom, ktorému pomáha s marketingom a predajom. Celkovo máme veľmi dynamické prostredie, v ktorom má náš výskumný tím možnosť získavať a zdokonaľovať si sadu zručností vo vedeckých aj obchodných činnostiach.

Prečo ste sa rozhodli pre tento typ výskumu? Ako môže reálne ovplyvniť situáciu spojenú s novým koronavírusom? 

Petra Lipnická, riaditeľka stratégie spoločnosti Mutliplex: Našou motiváciou bolo primárne zlepšenie epidemiologickej situácie na Slovensku. Inovácie v diagnostickom prístupe zefektívnia testovanie v diagnostických laboratóriách. Navyše boj s druhou, respektíve treťou vlnou koronavírusu môže skomplikovať príchod chrípkovej sezóny. Vzhľadom na podobné príznaky ochorení bude kľúčové odlíšiť pacientov s klasickou chrípkou od tých s koronavírusom.

Prienik koronavírusu do ľudskej bunky. Zdroj: iStockphoto.com

Prienik koronavírusu do ľudskej bunky. Zdroj: iStockphoto.com

Cielená inhibícia SARS-CoV-2 pomocou RNA inhibítora novej generácie  (SELECTA BIOTECH SE)

O projekte: Projekt ASCOVIDA má ambíciu v horizonte 15 mesiacov priniesť validované funkčné riešenie v podobe inhibítora SARS-CoV-2 RNA. Toto riešenie sa opiera o patentovaný spôsob inhibície nukleových kyselín, ktorého terapeutický potenciál sa osvedčil pri onkologických diagnózach.

Čo je hlavným cieľom vášho projektu?

Zodpovedná riešiteľka projektu Veronika Némethová: Z medicínskeho hľadiska sú prevencia šírenia vírusu a symptomatická liečba nateraz jediné nástroje boja proti tomuto vírusu. Pre výskum je preto prioritou nájsť špecifické terapeutické riešenie a vyvinúť na mieru šité virostatiká pre klinickú prax. A to všetko ideálne v čo najkratšom čase.

Terapeutická stratégia založená na interferencii liečiva s RNA tak dáva racionálny a reálny predpoklad pre účinnosť analogických inhibítorov aj na vírusovú RNA v hostiteľských bunkách. Náplňou projektu je teda dizajn, syntéza a funkčné textovanie inhibítora (tlmiča) na SARS-CoV-2, ktorý sa v prípade úspešnej validácie bude dať použiť v praxi.

Ako prebieha váš výskum v praxi?

Veronika Némethová: Projekt ASCOVIDA prebieha v spolupráci s Biomedicínskym centrom SAV. Projektové konzorcium zahŕňa viac ako 10 odborníkov na organickú syntézu, makromolekulovú chémiu, molekulárnu biológiu, bunkovú kultiváciu, ako aj prácu so zvieracími modelmi.

Prečo ste sa rozhodli pre tento typ výskumu? Ako môže reálne ovplyvniť situáciu spojenú s novým koronavírusom?

Veronika Némethová: V súčasnosti sú terapeutické riešenia založené výlučne na podpornej a symptomatickej liečbe. Absencia špecifického virostatika proti SARS-CoV-2, globálny rozmer infikovanosti a hrozba opakovania kladie na vedcov a výskumné inštitúcie z celého sveta bezprecedentné očakávania týkajúce sa vývoja účinných zbraní proti SARS-CoV-2. Projekt ASCOVIDA v tejto súvislosti prináša reálne a uchopiteľné riešenie tejto výzvy v podobe inhibítora vírusovej RNA s potenciálom okamžitého využitia v praxi.

Umelá pľúcna ventilácia pre pacientov s covid-19. Zdroj: iStockphoto.com

Umelá pľúcna ventilácia pre pacientov s covid-19. Zdroj: iStockphoto.com

Vývoj zariadenia na leštenie dielov pľúcnych ventilácií  (STU BA, MTF STU)

O projekte: Povrch výrobkov určených pre biologicky aktívne prostredie musí mať (okrem iného) čo najhladší povrch, aby sa na ňom čo najmenej zachytávali mikroorganizmy. Obvykle sa hladkosť zabezpečuje elektrochemicky s použitím agresívnych látok, ktoré predstavujú veľkú ekologickú aj finančnú záťaž. Alternatívou je elektrolyticko-plazmové leštenie. Cieľom projektu je zabezpečiť vývoj technologického zariadenia pre plazmové leštenie v elektrolyte a realizácia prototypu, ktorý by mohol byť použiteľný vo výrobnom procese.

Čo je hlavným cieľom vášho projektu?

Zodpovedný riešiteľ Štefan Podhorský: Primárny cieľ projektu súvisí s výrobou prístrojov pre umelú pľúcnu ventiláciu v spoločnosti Chirana Medical a.s. Stará Turá. Pri niektorých komponentoch tohoto prístroja je nutné upraviť ich povrch tak, aby bol hladký a bez povrchových nerovností a defektov – na takýchto povrchoch sa mikroorganizmy ťažšie uchytia.

Primárnym cieľom riešenia projektu je vývoj priemyselného zariadenia pre elektrolyticko-plazmovú technológiu, pretože kapacita existujúceho laboratórneho zariadenia je značne obmedzená.

Technológia elektroliticko-plazmového leštenia je vo svete zatiaľ málo známa a začala sa výraznejšie rozširovať až v posledných rokoch. Okrem mnohých technologických výhod (napríklad bezproblémové leštenie vnútorných plôch) prináša táto technológia výrazné benefity aj z hľadiska ekologického.

Na rozdiel od existujúcich metód, nevyužívajú sa pri tejto metóde žiadne žieraviny ani toxické látky a aj vznikajúci odpad je z hľadiska životného prostredia bezproblémový. Na Slovensku, ani v okolitých štátoch neexistuje žiadne iné pracovisko, ktoré by sa touto problematikou zaberalo. Dokonca v celosvetovom meradle je len niekoľko pracovísk na univerzitách a výskumných ústavoch, ktoré sa tejto oblasti venujú a v tejto oblasti aj publikujú.

V rámci Slovenska prejavilo v minulosti o túto novú technológiu viacero strojárskych firiem, problémom pre prípadné zavedenie tejto technológie do priemyselnej praxe bola vždy nutnosť takéto zariadenie vyvinúť, čo je činnosť časovo náročná a prináša tiež istý prvok neistoty pre prípadných záujemcov o technológiu.

Aj zo zahraničia nás v priebehu minulých rokoch oslovilo viacero záujemcov. Najvýznamnejším z nich bol globálny gigant Apple Inc. z Kalifornie. Firma prejavila záujem o spoluprácu a financovanie vývoja  technológie aj technologických zariadení, nakoniec sme sa však nedohodli na zmluve, ktorá obsahovala požiadavku firmy na vlastníctvo prípadných patentov. Záujem Apple však dokazuje, že výskum a vývoj v tejto oblasti je perspektívny a vysoko aktuálny.

Ako prebieha váš výskum v praxi?

Štefan Podhorský: Predmetný projekt nemá výskumný charakter, jedná sa o vývoj špecializovaného zariadenia a to na základe poznatkov, ktoré členovia riešiteľského tímu získali v rámci výskumných aktivít počas predchádzajúcich rokov.

Riešiteľský kolektív pozostáva z 16 členov, ktorí sú rozdelení do viacerých pracovných skupín, každá z nich rieši nejakú čiastkovú úlohu pri vývoji a realizácii zariadenia.

3D ilustrácia ľudského kardiovaskulárneho systému. Zdroj: iStockphoto.com

3D ilustrácia ľudského kardiovaskulárneho systému. Zdroj: iStockphoto.com

Nové perspektívy v liečbe kardiovaskulárnych komplikácií spojených s COVID-19 (Centrum experimentálnej medicíny SAV)

O projekte: Kým zlyhanie dýchacích orgánov je hlavnou príčinou úmrtnosti na COVID-19, veľký počet pacientov vykazuje aj kardiovaskulárne poruchy. Pochopenie základných mechanizmov kardiovaskulárnych komplikácií spojených s COVID-19 je veľmi dôležité pre dosiahnutie účinnej liečby a zníženie úmrtnosti na COVID-19.

Čo je hlavným cieľom vášho projektu?

Zodpovedná riešiteľka Soňa Čačányiová: Cieľom projektu je priniesť nové perspektívne postupy v liečbe kardiovaskulárnych komplikácií spojených s ochorením COVID-19. Zatiaľ čo respiračné zlyhanie je pri tomto ochorení najčastejšou príčinou smrti, množstvo pacientov zároveň vykazuje kardiovaskulárne poruchy.

Príčina môže súvisieť s miestom vstupu vírusu do buniek. Vstupnou bránou vírusu SARS-CoV-2 do organizmu sú špecifické receptorové proteíny, ktoré sa nachádzajú najmä v sliznici nosa. Tie isté receptory sú však zároveň hojne zastúpené aj v kardiovaskulárnom systéme a sprostredkúvajú mnohé deje s ochranným účinkom, takže ich napadnutie vírusom môže vyvolať v cievnom systéme zápal, zrážanie krvi a zúženie až upchatie cievy. Bežne je ochorenie COVID-19 považované najmä za respiračný problém, v našom projekte sa na toto ochorenie pozeráme aj ako na kardiovaskulárny syndróm/ochorenie.

Ako prebieha váš výskum v praxi?

Soňa Čačányiová: V predloženom projekte budeme simulovať situáciu, keď vírus napadne organizmus. Vo farmakologickom neinfekčnom modeli ochorenia COVID-19 budeme potkanom podávať látku, ktorá vyvolá efekt ako vírus (inhibícia receptorov) a následne budeme študovať rozsah cievneho poškodenia ako aj mechanizmy, ktoré k nemu vedú.

Okrem toho budeme sledovať aj účinok dvoch látok, ktoré by mohli byť perspektívne účinné pre liečbu kardiovaskulárnych komplikácií spojených s COVID-19.

Náš pracovný tím, ktorý zahŕňa spolu 26 ľudí, tvoria zamestnanci Centra experimentálnej medicíny a Biomedicínskeho centra, ako aj zástupcovia Lekárskej fakulty UK. V našom tíme máme fyziológov, biochemikov, biofyzikov, morfológov ale aj lekárov.

V projekte využijeme komplexný metodický prístup. Sledovania budú vykonané od úrovne odpovede živého organizmu, cez sledovanie zmien na orgánovej úrovni až po úroveň sledovania molekulárnych a morfologických zmien, ako aj biofyzikálnych meraní.

Prečo ste sa rozhodli pre tento typ výskumu? Ako môže reálne ovplyvniť situáciu spojenú s novým koronavírusom?

Soňa Čačányiová: Chronické kardiovaskulárne ochorenia predstavujú rizikový faktor, ktorý predisponuje pacientov s infekciou SARS-CoV-2 na závažné komplikácie alebo až smrť. V súčasnosti je stále nedostatok informácií týkajúcich sa mechanizmov vedúcich k poruchám kardiovaskulárneho systému pri nákaze SARS-CoV-2. Prvým krokom v projekte bude odhaľovať tieto mechanizmy.

V druhom kroku budeme sledovať aj účinok dvoch látok, ktoré by mohli byť perspektívne účinné pre liečbu kardiovaskulárnych komplikácií spojených s COVID-19. Prvou z nich je taxifolín, prírodná látka, nachádzajúca sa hojne v jablkách, cibuli, rajčinách ale najväčším zdrojom je kôra niektorých ihličnanov. Taxifolín má protizápalové, kardioprotektívne, hepatoprotektívne a  protinádorové účinky a zároveň bol identifikovaný ako možný inhibítor vírusu SARS-CoV-2.

Druhou látkou je zofenopril, ktorý patrí do skupiny liečiv bežne používaných u pacientov trpiacich vysokým krvným tlakom. Zofenopril však navyše disponuje schopnosťou uvoľňovať sírovodík, ktorý môže mať ďalšie pozitívne účinky na cievny systém a to práve u pacientov trpiacich na COVID-19. Výskum realizovaný v rámci nášho projektu nám dovoľuje študovať poškodenia kardiovaskulárneho systému infekčného ochorenia COVID-19 bez potreby osobitých a finančne nákladných bezpečnostných opatrení.

Tím lekárov prevádzajúcich operáciu v modernej operačnej sále. Zdroj: iStockphoto.com

Ilustračné foto: Lekári operujúci pacienta v operačnej sále. Zdroj: iStockphoto.com

Vytvorenie čistých operačných priestorov s cieľom znížiť riziko prenosu vírusu COVID-19 (SjF UNIZA v Žiline)

O projekte: Pre zamedzenie šírenia vírusového ochorenia COVID-19, ale aj iných vírusových a bakteriálnych ochorení, je veľmi efektívne nútené vetranie. Nútené vetranie je však energeticky náročné a napriek tomu, že je prikázané legislatívou, mnohé zariadenia si ho nemôžu dovoliť prevádzkovať alebo modernizovať. Projekt sa zameriava na optimalizáciu distribučných elementov s variabilným prietokom a rýchlosťou prúdenia vzduchu.

Čo je hlavným cieľom vášho projektu? 

Pavol Mičko (doktorand, člen riešiteľského tímu): Hlavným cieľom projektu je optimalizácia vetrania čistých priestorov, konkrétne operačných sál. Naším cieľom je modifikovať takéto vetranie tak, aby sme znížili jeho prevádzkové ale aj obstarávacie náklady, čím by sme zlepšili finančnú situáciu v zdravotníckych zariadeniach. Týmto sledujeme nie len zvýšenie bezpečnosti pacienta a personálu, ale aj zníženie spotreby energie a dosiahnutie nižšia produkcii emisií či menšej uhlíkovej stopy takýchto zariadení.

Ako prebieha váš výskum v praxi?

Pavol Mičko: Náš výskum spočíva vo vytvorení experimentálneho laboratória kde budeme simulovať stavy rovnaké ako v operačnej sále, po vzore počítačových simulácií. Výskum sa bude zameriavať najmä na modifikácii laminárnych operačných polí umiestnených nad operačným lôžkom, a vývoji pretlakových klapiek zabezpečujúcich správne prúdenie vzduchu z čistých priestorov do menej čistých priestorov z  dôvodu zabránenia kontaminácie operačnej sály. Na výskume sa podieľa 7 odborníkov, na čele s prof. RNDr. Milanom Malchom, CSc., zodpovedným riešiteľom projektu a vedúcim katedry.

Prečo ste sa rozhodli pre tento typ výskumu? Ako môže reálne ovplyvniť situáciu spojenú s novým koronavírusom?

Pavol Mičko: Usmernený tok vzduchu zabezpečí prúdenie aerosólu a prachových častíc vo vzduchu požadovaným smerom tak aby neprichádzal do styku s pacientom a personálom. Tým môžeme efektívne minimalizovať riziko infikovania či už pacienta alebo aj personálu. Zároveň tento výskum načrtne smer a víziu budovania moderných zdravotníckych zariadení a čistých priestorov tak aby ich prevádzka bola bezpečná, efektívna a s čo najmenším dopadom na ekológiu.

Operačný program MSSR

Investícia do Vašej budúcnosti
Tento projekt je podporený z Európskeho fondu regionálneho rozvoja

Táto webová stránka vznikla vďaka podpore v rámci Operačného programu Integrovaná infraštruktúra pre projekt: Podpora národného systému pre popularizáciu výskumu a vývoja
(kód ITMS: 313011T136), spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.