Istraživački ciljevi projekta “Istraživanje i dijagnostika malignih, infektivnih i rijetkih metaboličkih bolesti temeljena na MALDI TOF tehnologiji
Mehanizmi nastanka, širenja i rezistencije malignih, metaboličkih i infektivnih bolesti predstavljaju vrlo zahtjevan znanstveno-istraživački izazov. Jedan od nedostataka dosadašnjih pristupa tim problemima je nemogućnost vizualizacije molekularnih sastavnica uzročnika i njihove okoline u patološkim procesom zahvaćenom tkivu.
Donedavno nije postojalo sveobuhvatno tehnološko rješenje za takvu vizualizaciju, ali napretkom masene spektrometrije, osobito MALDI TOF tehnologije mogućnosti in situ vizualizacije molekularnih sastavnica uzročnika navedenih bolesti se značajno povećavaju. Velika količina informacija dobivena primjenom MALDI TOF tehnologije, osobito masene mikroskopije značajno povećava izglede za bolje razumijevanje patofizioloških procesa koji su u podlozi navedenih bolesti.
Očekivani učinci na znanstvenu izvrsnost institucija koje primjenjuju mikroskopiju temeljenu na masenoj spektrometriji su usporedivi s učincima postignutim uvođenjem svjetlosne mikroskopije u biomedicinska istraživanja. Realizacijom projekta, očekuje se nastavak i intenziviranje suradnje s drugim javnim istraživačkim ustanovama koje se bave implementacijom srodne metodologije.
Istraživanja koja se planiraju provoditi primjenom predmetne opreme će se voditi u 3 glavna smjera:
- Istraživanja i razvoj mikrobiološke dijagnostike
- Istraživanja molekularnih svojstava malignih stanica i detekcija cirkulirajućih tumorskih stanica
- Istraživanje molekularnih sastavnica nasljednih bolesti nakupljanja i njihova vizualizacija
Grafički prikazi na ovoj stranici su pripremljeni u suradnji s Bruker Daltonics, Njemačka i Shimadzu, Njemačka.
Istraživanja i razvoj mikrobiološke dijagnostike
Bakterijska sepsa je jedan od najčešćih uzroka smrti hospitaliziranih bolesnika. Rano prepoznavanje sepse te brza i pouzdana identifikacija uzročnika znatno povećavaju preživljavanje oboljelih.
Identifikacija uzročnika sepse rutinskim postupcima je dugotrajan postupak. Uvođenje MALDI TOF MS analiza ubrzava identifikaciju i povećava njenu pouzdanost. Plan istraživanja u ovom području u prvoj fazi uključuje ispitivanje dijagnostičkih svojstava MALDI TOF MS postupaka u odnosu prema rutinskim postupcima identifikacije mikroorganizama uzročnika sepse.
U drugoj fazi istraživanja planira se ispitivanje novih molekularnih markera pojedinih uzročnika koji bi povećali pouzdanost identifikacije te ukazali na susceptibilnost ili rezistenciju uzročnika prema antimikrobnoj terapiji.
Istraživanja molekularnih svojstava malignih stanica i detekcija cirkulirajućih tumorskih stanica
Metastatski potencijal i proliferacija malignih stanica su određeni njihovim molekularnim svojstvima. Molekularni „make-up“ se znatno razlikuje među pojedinim klonovima koji se prema postojećim postupcima patohistološke identifikacije tumora ne mogu razlikovati.
To za posljedicu ima jednak tretman bolesnika, čije se bolesti na molekularnoj razini razlikuju što u konačnici dovodi do smanjenog preživljenja. Rješenje navedenog problema leži u identifikaciji klinički relevantnih biomarkera specifičnih za pojedine bolesnike. Visoka specifičnost odabranih biomarkera omogućava identifikaciju cirkulirajućih tumorskih stanica, a poznavanje uloge tih biomarkera u patofiziološkim procesima omogućava optimalan izbor terapije i posljedično vodi do zaustavljanja tumorske proliferacije.
Kao modelni sustav za opisane postupke koristiti će se karcinom dojke. U prvoj fazi istraživanja iz ove grupe planira se ispitati uvjete snimanja MALDI TOF MS mikroskopskih prikaza koji bi omogućili optimalno razlikovanje tumorskih klonova od zdravih stanica iz okolnog tkiva. U drugoj fazi istraživanja se planira razvoj primjene masenog mikroskopa u analizi krvi i drugih tjelesnih tekućina s ciljem pronalaženja cirkulirajućih tumorskih stanica koje na sebi ispoljavaju prethodno identificirane tumorske markere specifične za svakog bolesnika ponaosob.
U trećoj fazi istraživanja se planiraju provesti populacijska klinička ispitivanja koja bi integracijom rezultata primjene masene mikroskopije dovela do identifikacije novih klinički relevantnih biomarkera zajedničkih pojedinim podskupinama bolesnika. Tako dobiven skup biomarkera će sadržavati i nove molekularne mete nužne za razvoj novih antitumorskih lijekova. Ovisno o rezultatima postignutim u prve tri faze istraživanja moguć je nastavak istraživanja pri čemu bi se u četvrtoj fazi provela in vitro ispitivanja patofiziološke uloge odabranih meta u malignoj transformaciji i proliferaciji.
Istraživanje molekularnih sastavnica nasljednih bolesti nakupljanja i njihova vizualizacija
Nasljedne bolesti nakupljanja spadaju u skupinu rijetkih bolesti. Od pojave prvih simptoma do postavljanja dijagnoze takvih bolesti često prođe i više godina. Jedan od razloga za to je i nepouzdana i slabo dostupna dijagnostika, što je posljedica nedostupnosti metoda za jednoznačnu identifikaciju metabolita koji se nakupljaju u stanicama i tkivima.
MALDI TOF MS mikroskopija omogućava snimanje slikovnih prikaza distribucije pojedinih molekularnih sastavnica u stanicama i tkivima s visokom prostornom rezolucijom i s visokom rezolucijom molarnih masa. Kao modelni sustav za razvoj i ispitivanje dijagnostičke primjene masene mikroskopije koristiti će se uzorci krvi i/ili tkiva oboljelih od lipidoza poput Gaucher-ove, Niemann – Pickove ili Fabry-jeve bolesti.
U prvoj fazi istraživanja iz ove grupe planira se ispitati uvjete snimanja MALDI TOF MS mikroskopskih prikaza koji bi omogućili optimalnu identifikaciju stanica u kojima se nakuplja pojedina lipidna molekula svojstvena za određenu lipidozu.
U drugoj fazi istraživanja se planira ispitivanje dijagnostičkih svojstava MALDI TOF MS postupaka u odnosu prema rutinskim postupcima identifikacije stanica u kojima se nakuplja pojedina lipidna molekula svojstvena za određenu lipidozu.