Raziskave

SMART-AD-DETECT: Premikanje meja detekcije zgodnje Alzheimerjeve bolezni

Šifra:

J1-70022

Obdobje:

01. marec 2026 - 28. februar 2029

Obseg:

0.24 FTE

Vodja:

Damijan Knez

Veda:

1.04 Naravoslovje/Kemija

Opis:

Alzheimerjeva bolezen je progresivna ireverzibilna nevrodegenerativna bolezen. Izguba spomina in drugi simptomi so povezani s spremembami vmožganih, ki vključujejo plake amiloida beta in nevrofibrilarne pentlje proteina tau. Sedanje diagnostične metode so invazivne in se uporabljajo le zapotrditev diagnoze po pojavu kliničnih simptomov. Cilj tega projekta je razvoj metode, ki bo zgolj z uporabo enostavne in dostopne inštrumentalnetehnike omogočala detekcijo biomarkerjev (bioloških označevalcev) Alzheimerjeve bolezni v vzorcu plazme. Tehnika bo bazirala na majhnifluorescenčni molekulski sondi, ki bo po dodatku v krvno plazmo prepoznala biomarkerje. Pri tem bo sonda kazala značilno fluorescenco, ki jo bomogoče enostavno izmeriti. Biomarkerji, ki bodo tarča te raziskave, so agregati amiloida beta (Aβ) in proteina tau (Tau), za katere je znano, da soprisotni v krvi in odražajo patologijo v možganih. Pri načrtovanju te sonde bomo prvi uporabili računalniško podprta orodja, kombinacijo strojnegaučenja, umetne inteligence, molekulskega modeliranja in kvantnomehanske metode, kot je (časovno odvisna) teorija gostotnega funkcionala (TD)-DFT. V iskanju spojine vodnice bomo sintetiziranim molekulam z in vitro testi preučili selektivnost in vezavno afiniteto do agregatov Aβ in Tau,pripravljenih v laboratoriju. Študije v kompleksnejšem okolju, bolj podobnem realnemu vzorcu, pa bomo naredili z in cellulo testi. Eden od dokazovkoncepta bo tudi testiranje spojin vodnic ex vivo na post mortem možganskih tkivih bolnikov z Alzheimerjevo boleznijo. Povečanje občutljivostimetode – saj je koncentracija agregatov Aβ in Tau v krvi nizka – bomo med drugim dosegli z vezavo spojin vodnic na magnetne nanoskupke, kar boomogočilo koncentriranje biomarkerjev v plazmi z magnetom. Dodatno bomo za ojačanje fluorescenčnega in s tem diagnostičnega signalaimplementirali tehnologijo z zlatimi nanopalčkami. Kvantitativno analizo krvne plazme s pomočjo razvite fluorescenčne molekulske sonde bomonaredili z metodo FIDA (»flow-induced dispersion analysis«). Za dosego omenjenih ciljev je v projekt vključenih deset raziskovalnih inštitucij, ki bodos svojim raznovrstnim znanjem in izkušnjami pripomogle k realizaciji zadanih nalog. Projektne članice, ki prihajajo iz Slovenije, so i) Univerza vLjubljani (UL) Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo (vodja dr. Jerneja Kladnik), ii) UL Fakulteta za farmacijo (doc. dr. Damijan Knez), iii) ULMedicinska fakulteta (prof. dr. Mara Bresjanac), iv) UL Fakulteta za računalništvo in informatiko (doc. dr. Matevž Pesek) in v) Institut »Jožef Stefan«(doc. dr. Slavko Kralj). Poleg tega pa so v projekt vključene tudi raziskovalne ustanove iz Evrope in ZDA, to so vi) CIC biomaGUNE (dr. Jordi Llop), vii)David Geffen School of Medicine – UCLA (prof. ddr. Jorge R. Barrio), viii) Univerza za tehnologijo in ekonomijo v Budimpešti (izr. prof. dr. JuliannaOláh), ix) Univerza v Barceloni (prof. dr. Raimon Sabaté) in Univerza v Utrechtu (prof. dr. Stefan Rüdiger).