Nacionalni inštitut za biologijo
Projektni partnerji:
Univerza na Primorskem, Fakulteta za vede o zdravju
Univerza v Novi Gorici
Vodja projekta:
Prof. dr. Metka Filipič (SICRIS, ResearchGate)
Povezava:
Kemijski in biološki agensi uporabljeni v sodobnih vojnah ali terorističnem napadu lahko pri ljudeh in živalih pustijo različne posledice. Učinek se lahko pokaže takoj ali pa z zakasnitvijo. Takojšen toksičen učinek lahko ocenjujemo po številu prizadetih ljudi in/ali živali, kar omogoča hitro ukrepanje, da se število prizadetih čim bolj omeji. Toksini z dolgodobnim delovanjem pa so tisti, katerih učinke zaznamo šele v kasnejšem obdobju, od nekaj mesecev do nekaj let, ko je za ukrepanje prepozno. Najpomembnejše pri tem je, da bi te učinke lahko v veliki meri preprečili s kemopreventivno terapijo, zato je delovanje dolgodobnih agensov potrebno čimprej odkriti. Njihovi učinki so največkrat posledica dolgotrajne ali ponavljajoče se izpostavljenosti nizkim netoksičnim (subletalnim) koncentracijam strupa Sprožijo lahko spremenjeno izražanje nekaterih ključnih genov in izzovejo dedne spremembe (mutacije), ki vodijo v nastanek in razvoj raka – kancerogenezi. Današnje poznavanje mehanizmov delovanja mutagenov in karcinogenov omogoča uporabo molekularnih metod za detekcijo učinka uporabljenih tovrstnih agensov v vodi, hrani ali zraku. Predmet predlaganega projekta je razviti uporabne metode oziroma protokole, ki bodo omogočale določiti učinek uporabljenega biološkega agensa, ki je ireverzibilno poškodoval dedni material na testnih živalskih in človeških celicah.
Kot modelne snovi z dolgodobnim delovanjem bomo uporabili organofosfate in biološke toksine mikrocistine. Organofosfati so sicer znani ireverzibilni inhibitorji acetilholin esteraze in delujejo v višjih dozah kot močni živčni strupi (nevrotoksini), v subletalnih koncentracijah pa prav tako preko vpliva na acetilholin esterazo tudi genotoksično in karcinogeno. V naši predhodni raziskavi (CRP-MIR: M1-0031) smo ugotovili spremembe nekaterih specifičnih genov celičnega ciklusa, ki so se odzvali na prisotnost parationa in paraoksona, medtem ko je dimefoks deloval kot tumorski promotor. V nadaljevanju projekta načrtujemo uporabo nove tehnologije cDNA mikromrež na človeških linijah, in sicer na jetrnih celicah HepG2 in limfocitni NC-NC liniji. Prednost te tehnologije je, da omogoča preverjanje velikega števila genov in nam bo služila kot hitrejši pokazatelj tistih genov, ki so najbolj spremenjeni in zato najbolj občutljiv indikator poškodovanih celic. Na podlagi teh rezultatov bomo izdelali hitre in enostavnejše kvantitativne teste za merjenje skupine nekaj izbranih genov oziroma njihove kombinacije s polimerazno verižno reakcijo. V okviru projekta bomo postavili tudi poskusni model na nižjih organizmih, ribah zebricah, ki nam bo služil kot in vivo sistem za proučevanje delovanja bioloških in kemijskih agensov. Zebrice so namreč izvrsten preprost vretenčarski model za genotoksikološke in genske raziskave, ki lahko nadomesti poskuse na sesalcih, saj imajo visoko biokoncentracijsko sposobnost za nekatere toksine iz okolja, precej njihovih genov pa ima človeške homologe. Z metodami genetske manipulacije bomo pripravili transgene zebrice v katerih bo DNA motiv, ki odgovarja na potencialne toksine iz okolja, vezan na reporterske gene, ki jih zaznamo z barvnimi oz fluorescentnimi barvili.
Glavni nameni predlaganega projekta so torej izdelava učinkovitih testnih metod za določanje predhodnega učinka potencialnih bojnih strupov in podobnih substanc z dolgodobnim delovanjem, proučevanje vpliva na izražanje genov, ki jih bomo lahko določevali na človeških limfocitih in razvoj transgene celične linije za hitro in vito detekcijo genotoksičnih dejavnikov ter postavitev, vpeljava in razvoj in vivo testnega sistema z zebricami za raziskave toksičnosti, genotoksičnosti in kancerogenosti bioagensov.
Projekt M1-0151 z naslovom “Molekularna detekcija posledic uporabe in delovanja biološkega orožja in toksinov z dolgodobnim delovanjem” sofinancira Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije iz državnega proračuna.
