Cíl projektu

Hlavním (rámcovým) cílem projektu NANOBIO je vytvoření multioborového centra špičkových výzkumných pracovišť Hradecko-pardubické aglomerace.

Cílem projektu je vytvořit tým odborníků komplementárních vědeckých oborů a vybudovat moderní infrastrukturu pro:

1. vývoj a charakterizaci nových nanomateriálů,

2. jejich povrchovou modifikaci a biofuncionalizaci,

3. testování vlivu nanomateriálů na lidský organismus.

Ve spolupráci všech biomedicínsky zaměřených pracovišť bude pro tento účel vytvořen funkční panel testů s cílem určit míru toxicity/biokompatibility ENMs a to na úrovni buněk, tkání i celých organismů. Validací těchto metod a expertním vyhodnocením získaných výsledků chceme výrobcům i uživatelům ENMs v Hradecko-pardubické aglomeraci poskytnout odborné i infrastrukturní zázemí pro charakterizaci ENMs. Přednostně se chceme zaměřit na ENMs využitelné v biomedicíně (např. diagnostika in vivo, terapie, vakcinace) a v biotechnologických procesech (např. nosiče pro izolaci a purifikaci bioaktivních látek, výroba reagencií pro in vitro diagnostiku).

Řešená problematika

Nanotechnologie je obor věnující se vývoji, výrobě, charakterizaci a také aplikaci struktur s rozměry v nanometrické škále. Takové nanomateriály (NM) mají unikátní vlastnosti, čehož se dnes využívá v mnoha odvětvích průmyslu, ve zdravotnictví, v zemědělství, v ochraně životního prostředí. Také mnoho firem a menších podniků regionu se nanotechnologiím a výrobě NM pro různé aplikace věnují. Množství NM uváděných na trh rok od roku stoupá, dopad tzv. "nanovýrobků" na lidské zdraví není doposud dostatečně monitorován. Legislativní rámec se teprve vytváří. Na trh jsou převážně uváděny materiály na bázi pasivních nanostruktur, které zlepšují vlastnosti finálních výrobků. V rámci projektu se chceme zaměřit na tzv. aktivní nanostruktury (cílená léčiva, tkáňové systémy, implantáty), jejichž vlastnosti se během užívání mění. Proces testování toxicity/biokompatibility NM určené pro biomedicínské aplikace probíhá v ČR doposud nesystematicky a pro výrobce NM je časově i finančně náročný. Díky strukturovanému výzkumu mnoha vzdělávacích a odborných institucí v Hradecko-pardubické aglomeraci bude možné vytvořit projektový tým zkušených vědců a inženýrů z různých oborů, který bude schopen 1) vyvíjet nové perspektivní anorganické a anorganicko-organické NM, 2) nové NM charakterizovat, povrchově modifikovat, 3) vybrat, zavést a validovat metody, pomocí nichž bude možné ověřit, zda nehrozí při aplikaci aktivních nanostruktur v biomedicíně závažná rizika pro lidský organismus. Bude vytvořen funkční panel testů, jehož úkolem bude mapovat míru toxicity/biokompatibility těchto NM. Validací tohoto panelu spolu s expertním vyhodnocením získaných dat chceme výrobcům i zpracovatelům NM v regionu poskytnout odborné i infrastrukturní zázemí s možností zvýšení jejich konkurenceschopnosti na trhu s NM.

Dotace

Celkové způsobilé výdaje projektu jsou ve výši 115 906 987,53 Kč, z toho 98 520 939,40 Kč (85 %) z Evropského fondu pro regionální rozvoj, 11 590 698,75 Kč (10 %) ze státního rozpočtu ČR a 5 795 349,38 Kč (5 %) z vlastních zdrojů. Způsobilé výdaje LF HK činí 22 771 062,01 Kč, z toho 4 614 538,00 Kč investičních a 18 156 524,01 Kč neinvestičních finančních prostředků.

Harmonogram

Projektový tým LF HK

Publikace

• Proinflammatory Effect of Carbon-Based Nanomaterials: In Vitro Study on Stimulation of Inflammasome NLRP3 via Destabilisation of Lysosomes. Tereza Svadláková, Frantisek Hubatka, Pavlina Turanek Knotigova, Pavel Kulich, Josef Masek, Jan Kotoucek, Jan Macak, Martin Motola, Martin Kalbac, Martina Kolackova, Radka Vankova, Petra Vicherkova, Andrea Malkova, Pavlina Simecková, Yuri Volkov, Adriele Prina-Mello, Irena Kratochvilova, Zdenek Fiala, Milan Raska, Jan Krejsek, Jaroslav Turanek. Nanomaterials 2020, 10(3), 418 (IF_5-letý 5.346; JCR Q1)

• Mechanical properties of a biodegradable self-expandable polydioxanone monofilament stent: In vitro force relaxation and its clinical relevance. Ales Bezrouk, Tomas Hosszu, Ludek Hromadko, Zuzana Olmrova Zmrhalova, Martin Kopecek, Martin Smutny, Iva Selke Krulichova, Jan M. Macak, Jan Kremlacek. PLoS ONE 2020, 15(7), e0235842 (IF₂₀₂₀ 3.041; JCR Q1)

• In Vitro Assessment of the Genotoxic Potential of Pristine Graphene Platelets. Andrea Malkova, Tereza Svadlakova, Avni Singh, Martina Kolackova, Radka Vankova, Pavel Borsky, Drahomira Holmannova, Adam Karas, Lenka Borska and Zdenek Fiala. Nanomaterials 2021, 11(9), 2210. (IF_5-letý 5.346; JCR Q1)

• Carbon-Based Nanomaterials Increase Reactivity of Primary Monocytes towards Various Bacteria and Modulate Their Differentiation into Macrophages. Tereza Svadlakova, Martina Kolackova Radka Vankova, Rumeysa Karakale, Andrea Malkova, Pavel Kulich, Frantisek Hubatka, Pavlina Turanek-Knotigova, Irena Kratochvilova, Milan Raska, Jan Krejsek and Jaroslav Turanek. Nanomaterials 2021, 11 (10), 2510. (IF_5-letý 5.346; JCR Q1)

• Reproductive and Developmental Nanotoxicity of Carbon Nanoparticles. Drahomira Holmannova, Pavel Borsky, Tereza Svadlakova, Lenka Borska, and Zdenek Fiala. Nanomaterials 2022, 12(10), 1716. (IF_5-letý 5.346; JCR Q1)

• The Dose- and Time-Dependent Cytotoxic Effect of Graphene Nanoplatelets: In Vitro and In Vivo Study. Bavorova, Hana, Tereza Svadlakova, Zdenek Fiala, Rishikaysh Pisal, and Jaroslav Mokry. Nanomaterials 2022, 12(10), 1978. (IF_5-letý 5.346; JCR Q1)

• The Effect of Chronic Exposure of Graphene Nanoplates on the Viability and Motility of A549 Cells. Šestáková, Blanka, Ladislava Schröterová, Aleš Bezrouk, Dana Čížková, Moustafa Elkalaf, Radim Havelek, Emil Rudolf, and Věra Králová. 2022. Nanomaterials 12, no. 12: 2074. (IF_5-letý 5.810; JCR Q2)

• Carbon Nanoparticles and Their Biomedical Applications. Holmannova, Drahomira, Pavel Borsky, Tereza Svadlakova, Lenka Borska, and Zdenek Fiala. 2022. Applied Sciences 12, no. 15: 7865. (IF_5-letý 2.921; JCR Q3)

• Immunotoxicity of Carbon-Based Nanomaterials, Starring Phagocytes. Svadlakova, Tereza, Drahomira Holmannova, Martina Kolackova, Andrea Malkova, Jan Krejsek, and Zdenek Fiala. 2022. International Journal of Molecular Sciences 23, no. 16: 8889. (IF_5-letý 6.628; JCR Q2)

• Evaluating the Use of TiO2 Nanoparticles for Toxicity Testing in Pulmonary A549 Cells. Bacova J, Knotek P, Kopecka K, Hromadko L, Capek J, Nyvltova P, Bruckova L, Schröterova L, Sestakova B, Palarcik J, Motola M, Cizkova D, Bezrouk A, Handl J, Fiala Z, Rudolf E, Bilkova Z, Macak JM, Rousar T. Int J Nanomedicine. 2022;17:4211-4225

Metodický manuál

• Zdeněk Fiala a kol.: Soubor metodik projektu Nanobio. Hradec Králové: Univerzita Karlova, Lékařská fakulta v Hradci Králové, 2022.