EÚ fondEurópsky fond regionálneho rozvoja
VýzvaVýzva na predkladanie žiadostí o poskytnutie nenávratného finančného príspevku na podporu účasti slovenských výskumných inštitúcií v medzinárodných výskumných projektoch zameraných na boj proti pandémii vyvolanej ochorením COVID-19
Kód výzvyOPII-VA/DP/2020/9.2-01
Kód projektu v ITMS2014+313011AUW7
Názov projektuNanočastice pre riešenie diagnosticko-terapeutických problémov s COVID-19 (NANOVIR)
Subjekt/prijímateľ pomociUniverzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach
Partner 1Univerzita veterinárskeho lekárstva a farmácie v Košiciach
Partner 2Ústav experimentálnej fyziky Slovenskej akadémie vied
Financovanie projektuCOV 1 916 004,79 EUR
NFP 1 842 367,76 EUR
VZ 73 637,03 EUR
Obdobie realizácie projektu01/2021 – 06/2023
Miesto realizácie projektuSR/ Košický kraj/ Košice I – mestská časť Staré Mesto
SR/ Košický kraj/ Košice I – mestská časť Sever
SR/ Košický kraj/ Košice IV – mestská časť Juh
Doména inteligentnej špecializácieZdravie obyvateľstva a zdravotnícke technológie
Hlavné relevantné SK NACE odvetvieQ86 Zdravotníctvo
Funkčné väzbyProduktová línia č. 1: Produkty na báze nanotechnológií, Hlavný trend: Inovatívne diagnostické a terapeutické postupy a produkty personalizovanej / precíznej medicíny

Produktová línia č. 2: Aplikačné formy liekov a liečivých prípravkov v kontexte ochorení s najvyššou mierou morbidity a mortality … Hlavný trend: Inovatívne liečivá, inovatívne kozmetické produkty a inovatívne výživové doplnky.

Predmet výskumu

  • Zvýšenie účasti slovenských výskumných inštitúcií v medzinárodných výskumných projektoch zameraných na boj proti pandémii vyvolanej ochorením COVID-19 formou podpory medzinárodnej vedeckej spolupráce.
  • Predmetom výskumu je riešenie diagnosticko-terapeutických problémov ochorenia COVID-19 s využitím magnetických nanočastíc.
  • V diagnostickej časti sa projekt sa zaoberá prípravou, vývojom a ladením vlastností magnetických nanočastíc pre efektívnejšiu izoláciu vírusovej RNA z balastu komplexnej klinickej vzorky.V terapeutickej časti je predmetom preskúmať potenciál antivírusovej terapie a perspektívy podávania antivirotík s využitím biokompatibilných systémov na podávanie liečiv s predĺženým účinkom na báze silika nanočastíc.

Výstupy do praxe

  • Transfer najnovších vedeckých poznatkov získaných v spolupráci so špičkovými svetovými pracoviskami do praxe.
  • Pripravené a testované nové, účinnejšie a selektívnejšie systémy na diagnostiku COVID-19 (a potenciálne aj iných infekčných chorôb) s efektívnejšou izoláciou vírusového genómu.
  • Vyvinutý postup aj na kontrolu kvality odoberaných sterov s využitím izolácie bunkovej DNA a jej detekcie vo vzorke s PCR dôkazom celulárneho génu. Výsledkom bude úžitkový vzor, ktorým bude chránené duševné vlastníctvo získané pri riešení vedeckých problémov v súvislosti s magnetickými nanočasticami pre účinnejšiu diagnostiku COVID-19.
  • Testované inovatívne systémy s využitím pri podávaní liečiv, ktoré prispejú k cielenejšiemu a efektívnejšiemu dodávaniu liečiv v organizme, čo môže následne prispieť k potrebe nižšej frekvencie podávania liečiv, ich vyššej efektivite čo má priamy efekt na zdravie, ako aj výrazné ekonomické benefity.
  • Zrekonštruovaná a novo-vybudovaná VaV infraštruktúra UPJŠ v Košiciach, UVLF v Košiciach a UEF SAV v Košiciach, umožní dobudovanie funkčného excelentného VaV celku, prostredníctvom ktorého atraktívne a motivačné prostredie pre výskum aj vzdelávanie a následné uplatnenie mladých vedeckých pracovníkov na Slovensku v oblasti inteligentnej RIS3 špecializácie Zdravie obyvateľstva a zdravotnícke technológie.

Špecifiká a zaujímavosti projektu

  • Vedecký tím má už overený technologický postup na kontrolu kvality odobraných sterov s využitím izolácie bunkovej DNA a jej detekcie vo vzorke s PCR dôkazom celulárneho génu. Skúsenosti a dosiahnutý stupeň výskumno-vývojovej aktivity TRL 4 je možné dokumentovať podaním úžitkového vzoru, ktorý je v rámci riešenia projektu v tejto aktivite plánovaný ako aj vedeckými publikáciami. Vedecká hypotéza bola prezentovaná aj v EUvsVIRUS iniciatíve https://devpost.com/software/surface-modification-of-magnetic-particles-for-covid19-tests.
  • Vedecký tím má koncepciu ako preskúmať potenciál antivírusovej terapie a perspektívy podávania antivirotík s využitím biokompatibilných systémov na podávanie liečiv s predĺženým účinkom na báze SiO2 nanočastíc v rámci aktivity H2 overené analyticky a experimentálne (na PF UPJŠ v Košiciach). Skúsenosti a dosiahnutý stupeň výskumno-vývojovej aktivity TRL 3 je možné dokumentovať vedeckými publikáciami. Na riešení tejto vedeckej úlohy sa bude spolupodieľať v rámci bilaterálnej spolupráce zahraničný partner z Aix Marseille University, Marseille, Francúzsko, s ktorým dlhodobo spolupracujeme na drug-delivery systémoch na báze nanočastíc siliky.
  • Riešiteľský kolektív na UVLFv Košiciach má bohaté skúsenosti s vývojom a využitím molekulárno-genetických testov na báze PCR a jej modifikácii na detekcii živočíšnych vírusov. Vyvinul testy na detekciu pestivírusov, ktoré sa používajú na celom svete.
  • Funkčnosť a účinnosť pripravených originálnych antivírusových systémov bude testovaná in-vivo na pokusných laboratórnych zvieratách PF UPJŠ v Košiciach.
  • Interdisciplinárny riešiteľský kolektív (fyzici, chemici, virológovia, biológovia) s dlhoročnou medzinárodnou vedeckou spoluprácou naprieč širokým spektrom vedných disciplín, založenou na špičkových domácich odborníkoch s bohatou medzinárodnou vedeckou spoluprácou napomôže zvýšeniu účasti slovenských výskumných inštitúcií v medzinárodných výskumných projektoch zameraných na boj proti pandémii vyvolanej ochorením COVID-19.
  • Integrácia slovenského špičkového vedca (Dr. Jozef Bednarčík) navrátivšieho sa zo zahraničia, ktorý má mnohoročné skúsenosti s prácou na zdrojoch synchrotrónového žiarenia DORIS III a PETRA III vo výskumnom centre DESY v Hamburgu, SRN.

Odborné aktivity projektu

Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach

Výskumná aktivita 1 – 313AUW700004 – H1 – Skvalitniť laboratórnu diagnostiku COVID-19 využitím nových variácií silikou obalených magnetických nanočastíc na izoláciu vírusovej RNA s následnou detekciou metódou RT-qPCR spolu s efektívnou kontrolou kvality sterov (NVV95)

Téma 1: Navrhnúť prípravu funkcionalizovaných magnetických častíc s core-shell, FeOx@SiO2 štruktúrou (kde Ox = magnetit alebo maghemit) a tieto ladiť pre čo najúčinnejšiu separáciu nukleových kyselín pre citlivú detekciu ochorenia COVID-19 ale s potenciálom použitia aj pre iné vírusy. Kľúčový vedecko-výskumný pracovník zodpovedný za splnenie cieľa: A. Zeleňáková – UPJŠ.

Téma 3: Vyvinúť postup na kontrolu kvality odobraných sterov s využitím izolácie bunkovej DNA a jej detekcie vo vzorke s PCR dôkazom celulárneho génu. Kľúčový vedecko-výskumný pracovník zodpovedný za splnenie cieľa: J. Košuth – UPJŠ.

Téma 4: V spolupráci s komerčným laboratóriom, testovať vybrané nanočastice na reálnych klinických vzorkách infikovaných SARS-CoV-2. Kľúčový vedecko-výskumný pracovník zodpovedný za splnenie cieľa: J. Košuth – UPJŠ.

Téma 5: Podanie úžitkového vzoru, ktorý súvisí s registráciou duševného vlastníctva. Kľúčový vedecko-výskumný pracovník zodpovedný za splnenie cieľa: J. Košuth, A. Zeleňáková – UPJŠ.

Výskumná aktivita 2 – 313AUW700006 – H2 – Preskúmať potenciál antivírusovej terapie a perspektívy podávania antivirotík s využitím biokompatibilných systémov na podávanie liečiv s predĺženým účinkom na báze SiO2 nanočastíc (NVV95)

Téma 1: Pripraviť kompozitné magnetické materiály s core-shell štruktúrou typu Fe3O4@SiO2 a preskúmať potenciál takýchto nanočastíc ako nosičov antivirotík a ich cielený transport. Kľúčový vedecko-výskumný pracovník zodpovedný za splnenie cieľa: V. Zeleňák – UPJŠ.

Téma 4: Analyzovať efektivitu transportu a spôsob prechodu kompozitných materiálov na báze magnetických nanočastíc s liečivom cez bunkovú membránu v in vitro prostredí. Analyzovať vplyv magnetických nanočastíc na viabilitu a metabolickú aktivitu buniek v in vitro prostredí. Kľúčový vedecko-výskumný pracovník zodpovedný za splnenie cieľa: J. Ševc – UPJŠ.

Téma 5: Analyzovať efektivitu transportu kompozitných materiálov na báze magnetických nanočastíc s liečivom do buniek in vivo po i.v. podaní laboratórnym potkanom v kontexte výsledkov testov in vitro. Kľúčový vedecko-výskumný pracovník zodpovedný za splnenie cieľa: J. Ševc – UPJŠ.

Partner 1 – Univerzita veterinárskeho lekárstva a farmácie v Košiciach

Výskumná aktivita 1 – 313AUW700005 – H1 – Skvalitniť laboratórnu diagnostiku COVID-19 využitím nových variácií silikou obalených magnetických nanočastíc na izoláciu vírusovej RNA s následnou detekciou metódou RT-qPCR spolu s efektívnou kontrolou kvality sterov (NVV95)

Téma 2: Overiť kvalitu magnetických nanočastíc na izoláciu vírusovej RNA pre detekciu rôznych RNA vírusov metódou RT-qPCR.
Kľúčový vedecko-výskumný pracovník zodpovedný za splnenie cieľa: Š. Vilček – UVLF.

Partner 2 – Ústav experimentálnej fyziky Slovenskej akadémie vied

Výskumná aktivita 2: – 313AUW700009 – H2 – Preskúmať potenciál antivírusovej terapie a perspektívy podávania antivirotík s využitím biokompatibilných systémov na podávanie liečiv s predĺženým účinkom na báze SiO2 nanočastíc (NVV100)

Téma 2: Komplexne fyzikálno-chemicky charakterizovať pripravené kompozitné magnetické materiály s core-shell štruktúrou typu Fe3O4@SiO2. Kľúčový vedecko-výskumný pracovník zodpovedný za splnenie cieľa: V. Závišová, M. Koneracká – ÚEF SAV.

Téma 3: Analyzovať in vitro interakcie kompozitných materiálov s biomakromolekulami. Kľúčový vedecko-výskumný pracovník zodpovedný za splnenie cieľa: Z. Gažová – ÚEF SAV.

Odborní garanti v projekte

Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach

doc. RNDr. Adriana Zeleňáková, PhD.
Koordinátor a zodpovedný riešiteľ projektu. Má skúsenosti s riadením tímov a prípravou domácich aj zahraničných projektov v rámci H2020 (H2020-NOCTURN, H2020-TOREADOR) a realizuje aktívnu medzinárodnú vedeckú spoluprácu v oblasti nanočasticového magnetizmu s pracoviskami National Research Council (CNR) of Italy, University of Sevilla, Spain, Department of Physics, University of Florida, USA. Zaoberá štúdiom magnetických a štruktúrnych vlastností magnetických nanočastíc na báze Fe a Co so štruktúrou jadro/obal ako aj nanokompozitov pozostávajúcich z magnetických nanočastíc zapuzdrených do periodickej pórovitej matrice. Je odborníčka na skúmanie statických a dynamických magnetických vlastností. Má bohaté skúsenosti s experimentálnymi technikami, SQUID, Zetasizer, XANES, SAXS. V projekte sa bude venovať koordinácii tímu, optimalizácii prípravy magnetických nanočastíc, štúdiu ich magnetických vlastností ako aj štúdiu aktívneho záchytu liečiva za účinku magnetického poľa. Počet WoS publikácií: 64; citácie: 365, H-index: 13 (WoS)) kľúčový vedecko-výskumný pracovník.

prof. RNDr. Vladimír Zeleňák, DrSc.
Je špičkovým vedecko-výskumným pracovníkom v oblasti anorganickej chémie a dlhodobo sa zaoberá problematikou štúdia výskumu usporiadaných pórovitých materiálov na báze SiO2 ako aj na báze MOF (metal organic framework) a túto dynamickú a globálne uznávanú problematiku zaviedol v rámci UPJŠ v Košiciach. Je vedúcim špičkového vedeckého tímu TRIANGEL (podľa identifikácie Akreditačnej komisie). Jeho významným vedeckým prínosom je využitie usporiadaného mezopórovitého oxidu kremičitého ako inteligentného nosiča hydrofóbnych protizápalových alebo protirakovinových liečiv. Za tento výskum mu bol v roku 2019 udelená cena VEDEC ROKA SR za rok 2018. Jeho výskumný tím disponuje know-how na prípravu biokompatibilných nosičov liečiv, ktoré uvoľňujú liečivo kontrolovane, počas dlhšieho času. Za výsledky jeho vedeckej práce bol ocenený Cenou dekana PF UPJŠ, Cenou rektora UPJŠ v oblasti vedy a výskumu, absolvoval 17 vedeckých pobytov v zahraničí a 29 pozvaných a prihlásených prednášok na renomovaných konferenciách v zahraničí. Z experimentálnych techník zaviedol a rozvíja na pracovisku UPJŠ: používanie adsorpčných techník pri charakterizácii anorganických zlúčenín (adsorpčný analyzátor Qantachrome Nova), termických metód pre štúdium zlúčenín a materiálov (TG/DTA analyzátor Netzsch spojený s MS analyzátorom Aeolus) ako aj nové syntetické postupy pre prípravu materiálov (solvotermálne syntézy, sol-gel, dip-coating, mikroemulzné metódy). Pravidelne oponuje vedecké práce z časopisov Microporous and Mesoporous Materials, Chemical Engineering Journal, Catalysis Today, Nano Letters, Journal of Physical Chemistry C a iné. Je členom vedeckej rady Prírodovedeckej Fakulty UPJŠ v Košiciach a Ústavu Geotechniky SAV v Košiciach. Ďalej je členom komisie pre obhajobu dizertačných prác v odbore Anorganická chémia. Je garantom na bakalárskom stupni štúdia za odbor Chémia a spolugarantom na doktorandskom stupni v odbore Anorganická chémia. Výsledky práce zodpovedného riešiteľa je možné dokumentovať aj bohatou prednáškovou činnosťou na konferenciách. V roku 2020 sa stal členom Scientific Advisory Board European Research Institute for Gas & Energy Innovation (ERIG).Počet WoS publikácií: 119; citácie: 2200, H-index: 31 (WOS)) kľúčový vedecko-výskumný pracovník.

RNDr. Ján Košuth, PhD.
Je expert v oblasti genetiky a štúdia génovej expresie. Má skúsenosti s molekulárno-biologickými metódami analýzy nukleových kyselín, v súvislosti s riešeným projektom predovšetkým s izoláciou DNA/RNA a kvantifikáciou mRNA v experimentálnych vzorkách. S detekciou SARS-CoV-2 v klinických vzorkách má aj praktické skúsenosti ako zamestnanec diagnostického laboratória. Má bohaté skúsenosti s medzinárodnou spoluprácou. Absolvoval viaceré zahraničné výskumné pobyty na európskych Univerzitách – Univerzita Oulu, Technická Univerzita v Dortmunde a Švajčiarsky Federálny Inštitút Technológie (ETH Zürich). V rámci projektu bude zodpovedný za návrh metód a postupov na kvantifikáciu účinnosti extrakcie vírusovej RNA/DNA a podieľať sa experimentálne na riešení cieľa vylepšenia diagnostiky vírusovej RNA. Počet WoS publikácií: 24; citácie: 266, H-index: 11 (WOS)) kľúčový vedecko-výskumný pracovník.

RNDr. Juraj Ševc, PhD.
je odborný pracovník so skúsenosťami so stanovovaním farmakokinetiky liečiv v in vivo podmienkach a s detekciou exogénne podaných látok v bunkách pomocou kvalitatívnych a kvantitatívnych metód konfokálnej mikroskopie. Skúsenosti s medzinárodnou spoluprácou v rámci zahraničných výskumných pobytov na Department of Anesthesiology, School of Medicine, University of California, San Diego (UCSD), USA. V rámci riešenia projektu bude zodpovedný za podávanie nosičov liečiv experimentálnym zvieratám, ich usmrcovanie vo vybraných časových intervaloch, izoláciu tkanivových vzoriek a ich analýzu pomocou konfokálneho mikroskopu. Počet WoS publikácií: 16; citácie: 91, H-index: 7 (WOS)) kľúčový vedecko-výskumný pracovník.

Partner 1 – Univerzita veterinárskeho lekárstva a farmácie v Košiciach

prof. Ing. Štefan Vilček, DrSc.
Je špičkový vedecký pracovník na Ústave epizootológie a preventívnej veterinárskej medicíny UVLF. Zaoberá sa vývojom molekulovo-genetických testov na detekciu vírusov, charakterizácii vírusových genómov, molekulovej epizootológii vírusových nákaz zvierat. Prof. Vilček je odborný garant Centra excelentnosti INFEKTZOON na UVLF v Košiciach, jedným z koordinátorov vedeckého parku MediPark. Bol hlavným riešiteľom viacerých slovenských ako aj medzinárodných projektov. Za celoživotnú prácu získal Cenou za vedu a techniku v r. 2016 a excelentný tím LACTOVIR, ktorého je vedúcim, získal Cenu za vedu a techniku v r. 2017. V projekte bude koordinovať prácu riešiteľov, riadiť prácu na overovanie kvality pripravených magnetických častíc, koncipovať experimenty, vyhodnocovať výsledky. Počet WoS publikácií: 121; citácie: 2780, H-index: 31 (WoS)) kľúčový vedecko-výskumný pracovník.

doc. MVDr. Anna Jacková, PhD.
Venuje sa genetickej identifikácii a charakterizácii významných, ale aj málo známych vírusových patogénov zvierat, využívajúc molekulovo-genetické metódy a vývoju nových moderných detekčných metód na animálne vírusy. V centre excelentnosti INFEKTZOON je vedúcou sekcie molekulovej epizootológie a molekulovej diagnostiky. V projekte sa bude venovať analýze magnetických nanočastíc z pohľadu zisťovania ich efektívnosti pri izolácii nukleových kyselín z klinických vzoriek, hľadaniu optimálnych reakčných podmienok a počítačovému spracovaniu experimentálnych údajov. Počet WoS publikácií: 34; citácie: 244, H-index: 8 (WoS)) kľúčový vedecko-výskumný pracovník.

Partner 2 – Ústav experimentálnej fyziky Slovenskej akadémie vied

doc. RNDr. Zuzana Gažová, CSc.
Je špičkový vedecký pracovník s dlhoročnými skúsenosťami v oblasti účinku biokompatibilných látok použitých na modifikáciu nanočastíc na konformačné a štruktúrne vlastnosti proteínov s cieľom identifikovať látky schopné ovplyvniť tvorbu proteínových agregátov. V projekte bude analyzovať interakciu nanočastíc s biologicky aktívnymi látkami s cieľom identifikovať typ interakcií. Počet WoS publikácií: 94; citácie: 1152 , H-index: 17 (WoS)), kľúčový vedecko-výskumný pracovník.

Ing. Vlasta Závišová, PhD.
Je špičkový vedecký pracovník a má dlhoročné skúsenosti s prípravou magnetických nanočastíc rôznych tvarov, ich stabilizáciou a modifikáciou pre možnosti využitia v biomedicíne pri cielenom transporte liečiv alebo aj na separáciu RNA. Zaoberá sa tiež spektrálnymi a mikroskopickými metódami za účelom štúdia vlastností, morfológie a rozmerovej distribúcie nanočastíc. V rámci projektu sa bude podieľať na príprave magnetických častíc, magnetických kvapalín a na charakterizácii pripravených vzoriek z hľadiska štruktúry, morfológie a rozmerovej distribúcie. V projekte sa bude venovať koordinácii tímu, optimalizácii prípravy a charakterizácie kompozitných materiálov štúdiom štruktúry a morfológie elektrónovou mikroskopiou. Počet WoS publikácií: 121; citácie: 808, H-index: 17 (WoS)) kľúčový vedecko-výskumný pracovník

Ing. Martina Koneracká, CSc.
Je špičkový vedecký pracovník a venuje sa štúdiu adsorpcie biologicky aktívnych látok a imobilizácii biologicky aktívnych látok (enzýmy, protilátky, liečivá) na funkcionalizované magnetické nanočastice s perspektívou použitia napr. pre cielený transport liečiv, MRI, alebo iné oblasti biomedicíny. V rámci tohto projektu sa bude zaoberať prípravou, vzoriek, štúdium magnetických vlastností a rozmerovej distribúcie, analýze a spracovaniu výsledkov a príprave publikácií. Taktiež sa bude venovať koordinácii tímu, optimalizácii prípravy magnetických nanočastíc, štúdiu ich magnetických vlastností. Počet publikácií: 156; citácie: 1495, H-index: 21 (WoS)). Kľúčový vedecko-výskumný pracovník.

Kontakty

Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach
https://www.upjs.sk/

Partner 1 – Univerzita veterinárskeho lekárstva a farmácie v Košiciach
http://www.uvlf.sk/

Partner 2 – Ústav experimentálnej fyziky Slovenskej akadémie vied
https://wwwnew.saske.sk/uef/