Program rada IMGGI za 2022. godinu

Ministarstvo prosvete, nauke i tehnološkog razvoja Republike Srbije
451-03-68/2022-14/200042

U 2022. istraživanja u okviru IMGGI će biti nastavljena u smeru: Istraživanja u oblasti HUMANE MOLEKULARNE GENETIKE biće usmerena na izučavanje molekularnih markera značajnih za dijagnozu i terapiju izabranih retkih bolesti (metaboličke bolesti, Fabrijeva bolest, transtiretinska amiloidoza). Na ćelijskim model sistemima za retke bolesti glikogenozu i primarnu cilijarnu diskineziju (nastalim CRISPR/Cas tehnologijom) će se testirati inovativni terapeutici. Na polju istraživanja maligniteta će se formirati biobanke ctDNK i regulatornih RNK iz tečnih biopsija pacijenata obolelih od nemikroćelijskih karcinoma pluća i karcinoma pankreasa. Asocijativne studije će identifikovati nove biomarkere. Isti pristup će biti primenjen za procenu funkcije posteljice kod trudnica. Sekvenciranje nove generacije i metode veštačke inteligencije, mašinsko učenje u IMGGI Centru za sekvenciranje genoma i bioinformatiku će biti korišćene u farmakogenomskim i farmakotranskriptomskim studijama u kojima će se pratiti odgovor na terapiju kod leukemija i Kronove bolesti i dizajnirati paneli za prediktivno testiranje. Biće sprovedena GWAS studija asocijacije genomskih markera i toka COVID-19 bolesti. Biće nastavljena i istraživanja čiji je cilj rasvetljavanje molekularne osnove kompleksnih bolesti. U oblasti molekularne patofiziologije tumora istraživanja će biti usmerena na karakterizaciju potencijalnih terapeutskih targeta i dijagnostičkih markera kolorektalnog karcinoma, karcinoma pluća i rabdomiosarkoma. Ispitivaće se uloga genetičkih i epigenetičkih faktora na procese karakteristične za malignu ćeliju. Proučavaće se mehanizmi rezistencije tumorskih ćelija na hemioterapeutike, a dodatno će se testirati antitumorski potencijal odabranih jedinjenja. Nastaviće se ispitivanja odabranih molekula koji učestvuju u procesu inflamacije i odgovoru na oksidativni stres. U okviru ovih istraživanja biće praćeni efekati koji bakterije mogu imati na hronične plućne bolesti, kao i uticaj elektronskih cigareta na nastanak bolesti pluća. U okviru ispitivanja etiopatologije kardiovaskularnih bolesti nastaviće se sa proučavanjem genetičkih faktora rizika za njihov nastanak, kao i faktora značajnih za efekte farmakoterapeutika. U oblasti regenerativne biologije izučavaće se proces reparacije skeletnih mišića na model sistemu zebrice i mehanizmi dejstva odabranih proteina na regeneraciju tkiva. Biće proučavana uloga SOX gena u održavanju homeostaze nervnog tkiva kao i u indukciji neuralne diferencijacije pluripotentnih ćelija nakon stresa indukovanih ishemijom i reperfuzijom na in vitro model sistemima. Ksenografti dobijeni transplantacijom humanih tumorskih ćelija u zebrice biće korišćeni kao platforma za ispitivanje procene rasta tumorske mase i metastatskog širenja kao i za ispitivanje odgovora na potencijalne antitumorske terapeutike. Ostvareni rezultati doprineće identifikaciji pojedinih SOX gena kao biomarkera ćelijskog stresa i različitih vrsta tumora. Potencijalni neurotoksični efekti istovremene konzumacije energetskih pića i alkohola biće analizirani na in vitro model sistemima humane neurogeneze. Detektovana biološka aktivnost testiranih jedinjenja biće primenjena za razvoj novih terapijskih strategija. Istraživanja u oblasti MOLEKULARNE MIKROBIOLOGIJE, BIOTEHNOLOGIJE I EKOLOGIJE MIKROORGANIZAMA su zasnovana na jedinstvenim kolekcijama mikroorganizama koje IMGGI poseduje. Deo ove kolekcije biće osnova za istraživanja u sociomikrobiologiji. Istraživanja će obuhvatiti proučavanje interakcija domaćina i patogena, kao i male molekule i enzime koji modulišu mikrobiološku komunikaciju i virulenciju i inhibiraju bakterijske, gljivične i mešovite biofilmove. Testiraće se i novi funkcionalizovani materijali sa antibiofilm aktivnostima. U oblasti epidemiologije patogena i molekularnih mehanizama rezistencije na antibiotike baziranih na principu ”One Health” vršiće se istraživanja na uzorcima kliničkog porekla, iz životinja kao i iz životne sredine. U cilju rešavanja problema lečenja infekcija izazvanih višestruko rezistentnim patogenima (VRP) izolovaće se i okarakterisati novi antimikrobni molekuli koji će biti testirani in vitro i in vivo. Odabrani molekuli biće dalje analizirani kao potencijalni terapeutici/alternativa antibioticima. Radiće se i na izolaciji i karakterizaciji novih litičkih bakteriofaga aktivnih protiv VRP, na sekvenciranju njihovih genoma kao i genoma bakteriofaga ISTD pristupom sekvenciranja RNK iz fagom-inficiranih ćelija domaćina. Nastaviće se istraživanja vezana za karaktrerizaciju antimikrobne aktivnosti Brevibacillus-a i njegove primene u poljoprivredi u suzbijanju gljivičnih i bakterijskih infekcija. Oblast istraživanja koja obuhvata interakciju probiotika i mikrobiote sa domaćinom će biti fokusirana na: povezanost sastava mikrobiote i efikasnosti imunoterapije, ispitivanje uloge mikrobiote u neurorazvojnim i autoimunskim bolestima i procesu starenja, molekularnu karakterizaciju probiotičkog potencijala BMK i primeni probiotika u plućnim bolestima, ispitivanje uloge egzopolisaharida kao postbiotika u prevenciji i ublažavanju toksičnosti izazvanoj teškim metalima, ulogu tretmana mikrobiote i probiotika u stimulaciji rasta riba iz uzgoja kao i ulogu mikrobiote brašna i kiselog testa na bio- i tehno-funkcionalnost hleba i na efekte hleba na modelu intestinalnih ćelija. Kolekcija mikroorganizama biće obogaćena novoizolovanim mikroorganizmima iz zagađenih staništa, deponija i plastičnog otpada sakupljenog iz reka. Odabrani mikroorganizmi biće sekvencirani sa ciljem identifikovanja novih enzima i biosintetskih puteva i predstavljaće izvor enzima za degradaciju i recikliranje plastičnog otpada u molekule i materijale sa dodatnom vrednošću. Radiće se na razvoju i optimizaciji eko-održivih bioprocesa konverzije različitog otpadnog materijala u bakterijsku bioplastiku, nanocelulozu, biopigmente i druge vredne bioaktivne molekule, uključujući antibiotike, antimikotike i antitumorska jedinjenja. Bioaktivni molekuli proizvedeni u fermentacionim procesima biće detaljno okarakterisani i korišćeni kao osnova za dalje strukturne optimizacije usmerene ka poboljšanju njihove aktivnosti. U oblasti MOLEKULARNE BIOLOGIJE BILJAKA radiće se na mehanizmima odgovora biljaka na stres i mehanizmima uključenim u održavanje stabilnosti genoma. Planirano je sekvenciranje genoma mutanata Arabidopsisa kao i generisanje linija Arabidopsisa koje pojačano eksprimiraju gene koji učestvuju u odgovoru i otpornosti na oksidativni stres. Izučavaće se i interakcije između biljaka, korisnih bakterija i virusa integrativnim „omiks“ pristupom čime će se steći znanja neophodna za primenu u poljoprivredi. Nastaviće se sa molekularnom karakterizacijom novih ćelijskih faktora uključenih u modulaciju homologne rekombinacije. Analizom transkriptoma biće identifikovani i analizirani novi ćelijski faktori uključeni istovremeno i u recikliranje oksidativno oštećenih molekula i u očuvanje integriteta genoma. I u narednoj godini posebna pažnja biće posvećena proceni, očuvanju i održivom korišćenju genetičkih resursa i biodiverziteta autohtonih, retkih i ugroženih biljnih i životinjskih vrsta, kao i vrsta koje su od posebnog značaja za poljoprivredu. Rezultati dobijeni istraživanjem na terenu kombinovanih sa primenom najsavremenijih molekularnih tehnika će doprineti kvalitativnom unapređenju aktivnosti na poljima konzervacije, oplemenjivanja i poljoprivredne proizvodnje, kao i zaštite životne sredine. Najznačajniji napredak u istraživanjima u IMGGI omogućen je otvaranjem Centra za sekvenciranje genoma i bioinformatiku čime su značajno prošireni kapaciteti za primenu metoda SEKVENCIRANJA NOVE GENERACIJE i BIOINFORMATIČKE ANALIZE DOBIJENIH REZULTATA koji će od 2022. godine biti dostupni istraživačima. Zahvaljujući ovim tehnologijama u okviru Jedinice za rad sa Infektivnim agensima, od januara 2022. biće omogućeno i kontinuirano praćenje genoma SARS-CoV2 virusa kao i pojave novih mutacija, a u okviru NIFTY Jedinice od marta 2022. biće započeto neinvazivno testiranje prenatalnih uzoraka iz krvi majke.