Víziou HISENTS projektu je venovať sa problému, ktorým je nedostatok vysokokvalitných nástrojov na meranie biologickej bezpečnosti nanomateriálov. Má sa to zrealizovať zavedením inovatívnej mnohomodulárnej vysokovýkonnej testovacej (high throughput screening, HTP) platformy, ktorá bude pozostávať zo sady individuálnych modulov. Každý reprezentuje kľúčovú biologickú funkciu a všetky sú spolu hierarchickým spôsobom prepojené a integrované do jedného celku prostredníctvom mikrotekutého prostredia. Takým niečím sa zaoberá projekt Vysokointegrovaný senzor na skríning nanotoxicity, High level Integrated Sensor for Nano Toxicity Screening (HISENTS). Zodpovednou riešiteľkou je RNDr. Alena Gábelová CSc. z Biomedicínskeho centra SAV. Projekt trvá od apríla 2016 do marca 2019.
Projekt HISENTS je medzinárodný výskumný projekt (typ projektu RIA: Research&Innovation), financovaný Európskou úniou (program Horizont 2020). Hlavným cieľom tohto projektu je vývoj multifukčného automatizovaného zariadenia – platformy, ktoré bude využívané na testovanie toxicity nanomateriálov v podmienkach in vitro. „Túto platformu budú tvoriť individuálne moduly (mikročipy), z ktorých každý bude predstavovať určitý orgán v ľudskom tele (napr. pľúca, pečeň, črevá, krvné bunky, obličky, atď.). Jednotlivé mikročipy budú navrhnuté tak, aby čo najreálnejšie odrážali vlastnosti/funkcie príslušného orgánu/tkaniva (organ-on-a-chip). Moduly budú vzájomne prepojené sieťou mikrohadičiek, ktoré zabezpečia plynulú mikrocirkulácia kultivačného roztoku (výživných látok) v celej platforme (simulácia cievneho systému a krvného obehu v ľudskom organizme),“ vysvetlila odborníčka.
Plynulú cirkuláciu kultivačného roztoku v platforme budú podľa nej zabezpečovať mikropumpy riadené špeciálnym programom. „Súčasťou platformy budú mikroprocesory, ktoré budú snímať zmeny v elektrochemických a/alebo optických signáloch ako odpoveď jednotlivých orgánov/tkanív (mikročipy) na vplyv nanomateriálov. Tieto zmeny budú ďalej spravované a vyhodnotené. Cieľom projektu HISENTS je, aby vyvíjaná platforma čo najlepšie simulovala vlastnosti ľudského organizmu (human-on-a-chip). V budúcnosti by platforma mala nahradiť alebo jej využitie znížiť počet experimentov na laboratórnych zvieratách.“
Do projektu HISENTS je zapojených 11 partnerov (2 pracoviská z Nemecka, Írsko, Španielsko, Rakúsko, Nórsko, 2 pracoviská zo Slovenska, 2 pracoviská z Veľkej Británie a Izrael), ktorí sú experti v rôznych oblastiach vedy a výskumu – od syntézy nanomateriálov cez bio- a nanotechnológie, tiež biológovia, ako aj programátori. Koordinátorom projektu je prof. A. Nelson z Veľkej Británie. „Úlohou našej skupiny v projekte je vývoj modelu obličky. V prvej polovici riešenia projektu sme štandardizovali podmienky kultivácie ľudských renálnych nenádorových buniek. V súlade s čiastkovými úlohami (tasks) projektu sme zrealizovali experimenty s vybranými toxickými chemickými zlúčeninami a modelovými nanomateriálmi. V súčasnosti prebieha adaptácia nášho modelu obličky na rast na membráne, ktorá je súčasťou mikročipu, ktorý bude integrovaný do vyvíjanej platformy. V druhej polovici riešenia projektu budeme realizovať experiment na laboratórnych zvieratách, ktorý je potrebný na podporu vhodnosti navrhnutej platformy ako relevantnej alternatívy pre testovanie rizika nanomateriálov in vitro,“ hovorí RNDr. Alena Gábelová CSc.
Zvýšenie kapacity na meranie bezpečnosti nanomateriálov sa má realizovať vývojom inovatívnych nástrojov s využitím nielen HTP, ale aj HCA (high content analysis) prístupov. Toxikogenomika na čipe je taktiež jeden z požadovaných cieľov. Interdesciplinárny prístup vedcov je zameraný na nástroje, ktoré maximalizujú rozmanitosť a hodnotia vhodnosť meraní pre progresívne zhodnotenie možného rizika nanomateriálov.
Odborný garant: RNDr. Alena Gábelová, CSc.
Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR
Foto: HISENT
Uverejnila: VČ