Nanomedicína
Nádorové ochorenia predstavujú obrovský zdravotný, psychický a sociálny problém pre pacientov, ich okolie
i celú spoločnosť. Zmena životného štýlu, prostredia a nárast vekového priemeru ľudskej populácie spôsobujú, že počet ochorení a nových onkologických prípadov sa neustále zvyšuje. Výskum realizovaný v CIB v oblasti nanomedicíny rieši závažný problém spojený s chemoterapiou, konkrétne s jej nežiadúcimi vedľajšími účinkami, a je zameraný na dva základné prístupy riešiace tento problém:
- Vývoj selektívneho nanotransportného systému pre cielený transport protinádorových liečiv.
Hlavným cieľom zamerania je vývoj novej generácie transportných systémov schopných efektívne prenášať dostatočné množstvo liečiv a vyznačujúcich sa silnou afinitou pre väzbu so špecifickými receptormi nachádzajúcimi sa na povrchoch nádorových buniek. Takto dizajnovaný transportný systém liečiv má potenciál byť efektívne modulovateľný aj pre mutované nádorové receptory jednotlivých pacientov, čím môže prispieť k personalizovanej liečbe nádorovýchochorení. - Fotodynamická terapia rakoviny (PDT)
Hlavným cieľom tohto zamerania je popis mechanizmov bunkovej smrti vyvolanej fotodynamickou akciou a na jeho základe návrh zefektívnenia PDT na bunkovej úrovni. Následne, na základe poznatkov získaných na bunkovej úrovni, navrhnúť protokoly PDT na úrovni modelového systému CAM (membrána kuracích embryí), úrovni in vivo (zvieracie modely) s možnou aplikáciou v selektívnej liečbe nádorových ochorení u ľudí.
Proteínové inžinierstvo
Vývoj a výskum proteínov používaných pri biologickej liečbe
Výskum v tejto téme je orientovaný na vývoj a charakterizáciu proteínov a enzýmov s novými vlastnosťami, vhodnými pre medicínske, diagnostické a biotechnologické aplikácie. Vývoj nových proteínov/enzýmov s požadovanými vlastnosťami bude založený na využívaní „state-of-the-art“ techník racionálneho dizajnu mutácií v týchto biomakromolekulách a tzv. evolučných metód, ako sú displej (ribozomálny a kvasinkový) technológie. Špeciálny dôraz bude
kladený na výskum a vývoj proteínov na báze DARPinov a monoklonálnych protilátok, ktoré sú úspešne používané pri biologickej liečbe pacientov. Tieto proteíny sú schopné špecificky a s vysokou afinitou rozpoznávať charakteristické epitopy komplexných proteínov, napr. špecifické receptory na rakovinových bunkách, ako aj jednoduchých an/organických ligandov. Novovytvorené proteíny budú následne využívané na diagnostické a medicínske účely, napr. detekcia špecifických receptorov na tkanivách a cielený transport liečiv do postihnutého tkaniva.
Starnutie a oxidačný stres
Výskumné zameranie „Starnutie a oxidačný stres“ v sebe zahŕňa dve vzájomne sa dopĺňajúce oblasti: molekulovú bioenergetiku bunkového dýchania a bioenergetiku bunky a oxidačný stres. Tieto oblasti pokrývajú širokú škálu moderného bioenergetického výskumu počnúc štúdiom spriahnutia elektrónového a protónového transportu, určenia princípov pre pumpovanie protónov cez biologické membrány a kontroly elektrónového transportu v komplexoch
dýchacieho reťazca, cez skúmanie vzťahu produkcie reaktívnych kyslíkových molekúl a štruktúrnou kompaktnosťou a funkčnosťou mitochondrií, identifikáciu faktorov, ktoré regulujú a kontrolujú oxidačno-antioxidačnú rovnováhu v bunkách, až po poznanie a pochopenie mechanizmov bunkovej smrti spojenej so zmenami štruktúry a funkcií mitochondrií. Výskum v týchto oblastiach prináša v súčasnosti mnohé poznatky, ktoré môžu prispieť k objasneniu fundamentálnych otázok týkajúcich sa procesu starnutia a sním súvisiacimi mechanizmami vzniku a priebehu mnohých závažných ochorení (predovšetkým nádorové ochorenia a neurodegeneratívne
ochorenia).
Životné prostredie
V tejto témesa zaoberáme vývojom spoľahlivých a citlivých metód na detekciu veľmi nízkych koncentrácií liečiv v biologickom prostredí, ako aj polutantov životného prostredia vo vode a potravinách. Zameriavame sa na vývoj nano-senzorov založených na modifikovaných kovových povrchoch (predovšetkým strieborných a zlatých) vhodných na detekciu nízkych koncentrácií molekúl metódou povrchovo zosilnenej Ramanovej spektroskopie (SERS). Výskum v tejto oblasti je úzko koordinovaný s činnosťou startupu SAFTRA Photonics s.r.o, ktorý získal v roku 2017 významný medzinárodný projekt v rámci výzvy SME – H2020. Tento projekt je venovaný vývoju a optimalizácii nano-čipu na detekciu nízkych koncentrácií organochloridových pesticídov vo vode a potravinách.
