Projekti

Okoljska in aplikativna virologija: virusi, prijatelji in sovražniki

Holder: izr. prof. dr. Jana Žel

Code: P4-0407

Duration: 1.1. 2019- 31.12.2024

Raziskovalni program P4-0407, v letnem obsegu 2,5 FTE, cenovne kategorije A financira Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije iz državnega proračuna. 
Povzetek

S programom želimo pridobiti nova znanja in razviti orodja na področjih: 

a) okoljske virologije

b) virusne inaktivacije 

c) biomedicinske proizvodnje virusov.

V programu nameravamo raziskovati viruse iz različnih zornih kotov ter se osredotočati tako na njihove pozitivne kot negativne lastnosti. Raziskovali bomo sestavo viroma in usodo virusov v okolju, posebej v različnih vzorcih vode, pa tudi v zemlji in zraku. Iskali bomo potencialne epidemiološke vplive podcenjenih poti prenosa virusov, kot so namakalne vode, reciklirane odpadne vode, onesnažena prst ali delci v zraku. Pričakujemo, da bomo zbrali nove informacije o tem kako virusi iz okolja vplivajo na zdravje rastlin in ljudi, ob enem pa bomo ponudili metode za ocenjevane in napovedovanje omenjenih učinkov. 

Naši predhodni izsledki kažejo, da nekateri virusi ostanejo infektivni v okoljskih vodah tudi po obdelavi v čistilni napravi, zato načrtujemo tudi testiranje inovativnih in učinkovitih tehnologij za inaktivacijo virusov, ki se prenašajo po vodi. V sodelovanju z našimi partnerji bomo ocenili uporabo hidrodinamske kavitacije in hladne plazme, kot dveh učinkovitih in čistih orodij za virusno razkuževanje. Pričakujemo, da bomo pripomogli k izboljšavi omenjenih postopkov dezinfekcije do njihove maksimalne učinkovitosti, s tem pa prispevali k njihovi poti do uporabe na industrijskem nivoju. 

Z navezavo na uporabo virusov v medicini, nameravamo uporabiti naše znanje na področjih čiščenja virusov, njihove kvantifikacije in karakterizacije, za podporo proizvajanju virusnih cepiv in virusnih vektorjev za gensko terapijo. Raziskovali in razvijali bomo orodja z namenom izboljšanja kritičnih korakov v postopkih proizvodnje virusov, kot so natančna ločitev virusov, njihova kvantifikacija, detekcija kontaminantnih nukleinskih kislin, potrjevanje pravilne virusne kompozicije ter konformacije. Rezultati tega prizadevanja bodo lažje doseganje največjih izkupičkov in kvalitetni virusni produkti. 
Vzpostavljeni postopki analiz na vseh treh področij bodo vključevali najmodernejše metode. Uporabljali bomo monolitno kromatografijo za koncentriranje virusov, visokozmogljivo sekvenciranje za določitev metagenomske sestave vzorcev, kvantitativno PCR in digitalno PCR za detekcijo in natančno kvantifikacijo izbranih virusov, izotermalno pomnoževanje posredovano z zanko (LAMP) za detekcijo izbranih pomembnih virusov na terenu ter elektronsko mikroskopijo in teste infektivnosti za vrednotenje integritete in infektivnosti virusnih delcev. 

Pomen za razvoj znanosti

Program bo imel pomemben vpliv na razvoj virologije, s poudarkom na okoljski in uporabni virologiji. Razširjanje znanja o usodi virusov v okolju bo prineslo spoznanja o novih poteh prenosa virusov na ljudi in rastline, kar bo odprlo vrata novim epidemiološkim študijam. Strategije in postopki za vzorčenje v okolju, obdelavo vzorcev in analizo, ki jih bomo razvili v tem programu, bodo vplivali tudi na podobne študije v drugih regijah, kar bo razširilo znanje o pomenu in obnašanju okoljskih virusov na globalnem nivoju. Poleg tega, bodo orodja, ki jih bomo razvili za kvantifikacijo (qPCR, ddPCR) ali detekcijo (qPCR, ddPCR, LAMP) izbranih virusov z velikim pomenom za zdravje rastlin in ljudi, uporabljena za izboljševanje in vzpostavljanje obstoječih diagnostičnih postopkov, ki se jih v drugih laboratorijih uporablja na omenjenih virusih. 

Rezultati tega programa bodo brez dvoma pomembni za razvoj tehnologij plazme in kavitacije, saj bodo omogočili dodatno širitev njihove že tako precej široke uporabnosti ter doprinesli k napredku na področju raziskovanja mehanizmov virusne inaktivacije. Poleg tega bodo rezultati pomembni za vodne virologe, saj bomo ponudili nove načine inaktivacije virusov v vodi. Glede na to, da gre za alternativni, čisti, ne-toksični metodi dekontaminacije vode, bodo rezultati zanimivi tudi vsem znanstvenikom, ki delujejo na področju čiščenja vode. 

Navsezadnje, bo naš program pripomogel tudi znanstvenemu področju proizvodnje virusnih vektorjev. Z našo ekspertizo v ločevanju virusov, njihovo kvantifikacijo in karakterizacijo, ter s tesnim sodelovanjem s strokovnjaki na področju biomedicine in podjetji, ki se ukvarjajo s proizvodnjo virusnih vektorjev, pričakujemo, da bomo lahko ponudili uporabna orodja za ocenjevanje in dviganje kvalitete in donosov na različnih nivojih v postopkih produkcije virusov. S tem bomo dodali dodatno pobudo na področju, saj bo naše delo v prihodnosti nedvomno uporabno v razvoju postopkov produkcije virusov.