Loading...
ساخت مکمل پروبیوتیک بومی لاکتوباسیلوس ادغام‌شده با نانوذرات طلا
تاریخ شروع : 1403/02/29
مهلت ارسال : 1403/03/17
گرنت صندوق نوآوری و شکوفایی:
حمایت بلاعوض از طرح تا سقف 700 میلیون تومان



ساخت مکمل پروبیوتیک بومی لاکتوباسیلوس ادغام‌شده با نانوذرات طلا

خلاصه فناوری
شیوع بیماری‌های بدخیم، ازجمله سرطان معده در سراسر جهان به‌ شدت افزایش‌ یافته است. در این ‌بین کشور ما هم از این قاعده مستثنا نیست. این امر تا حد زیادی به دلیل تغییرات در سبک زندگی مانند عدم فعالیت، تغذیه آلوده به مواد شیمیایی، مواجهه مستمر با انواع مختلف سموم، استرس و بسیاری موارد دیگر است. پروبیوتیک­ها به ‌ویژه لاکتوباسیل‌ها به‌عنوان ابزاری کمکی برای درمان سرطان‌های مختلف و همچنین سرطان معده معرفی ‌شده‌اند. این گروه از باکتری‌ها، به طور طبیعی در میکروبیوم انسان وجود دارند و می‌توانند از تکثیر سلول‌های سرطان معده از طریق مکانیسم‌های ایمونوژنیک و غیرایمونوژنیک جلوگیری کنند.
در این طرح دستیابی به دانش فنی ساخت مکمل پروبیوتیک بومی لاکتوباسیلوس ادغام شده با نانوذرات طلا مدنظر می­باشد. اندازه نانوذرات طلا تقریبا حدود 100 نانومتر خواهد بود. نانوذرات طلا باعث افزایش بقاء نانو مکمل در بدن و در نتیجه باعث ماندگاری آن بر روی سلول­های سرطانی در محیط اسیدی معده می­شود. ماندگاری نانو مکمل در معده حدود 4 تا 6 ساعت و تاثیر نانو مکمل بر روی سلول­های سرطانی معده و القای آپاپتوز حدود 78-98 درصد خواهد بود. وجود نانو پارتیکل با قابلیت مشاهده و پیگیری از روند القای آپاپتوز در سلول­های سرطانی به وسیله CT-scan مقدور می­باشد همچنین دوز موثر بر روی سلول­های سرطانی در 48 ساعت با OD نیم مک­فارلند حدود 525/0 خواهد بود.


ضرورت مسئله
نوآوری به‌کاررفته در این طرح تحقیقاتی مربوط به شناسایی، طراحی و ساخت نانو مکمل مهندسی‌شده علیه هلیکوباکتر پیلوری و سرطان معده و نیز معرفی کنش‌های ناشناخته و یا کمتر شناخته‌شده‌ سرطان معده است. با پایه‌ریزی چنین پلتفرم‌هایی می‌توان راهکاری سریع برای مبارزه با بیماری‌های سرطانی و عفونت‌های نوظهور آینده طراحی کرد. یکی از مشکلات درزمینه درمان سرطان، اثرات جانبی داروهای شیمی‌درمانی موجود ‌می‌باشد که باعث می‌شود محققان به سمت Drug repositioning (روند یافتن اهداف درمانی جدید برای داروهای موجود) کشیده شود. با این ‌وجود برای هدفمند کردن اثرات داروها به سلول‌های هدف، حفظ دارو و ساختار دارو در محیط بیولوژیک بدن، هدفمند کردن دوز و دفعات استفاده از دارو، می‌توان از نانو داروها و مکمل‌های نوآورانه برای ارائه به درمان سرطان‌ها به شیوه‌ای موثر و قابل ‌اعتماد استفاده کرد. نانو مکمل تراپی، یک روش بسیار کاربردی و ارزان ‌قیمت در درمان سرطان با حداقل تهاجم، به دلیل این‌که باکتری و نانوذراتی که استفاده می‌شود به سایر بافت‌ها اثرات جانبی کمتری وارد می‌کند، می‌باشد.

مسئله اصلی تحقیق
در ایجاد سرطان معده عوامل مختلفی مانند وجود هلیکوباکتر پیلوری، التهاب، عوامل محیطی، تغذیه‌ای و ژنتیکی دخیل هستند. جوامع بشری از زمان‌های قدیم تابه‌حال با انواع آلودگی‌های میکروبی بیماری‌زا مورد تهدید بودند اما با کشف واکسیناسیون، هرساله میلیون‌ها انسان از مرگ حتمی نجات می‌یابند. با این وجود بسیاری از کشورها و از جمله کشور ایران واکسن‌ها و داروهای جدید را هم از کشورهای صنعتی با قیمت بسیار بالا دریافت می‌کنند و همیشه وابسته به آن‌ها می‌باشند. اما مشکل اینجاست که بسیاری از داروها و واکسن‌ها به علت اختصاصی بودن میکروارگانیسم‌ها به نژادهای مختلف انسانی، در جوامع کشورهای دیگر کارایی لازم را ندارند ولی به علت عدم اطلاع کافی و به خطر افتادن سود شرکت‌های بزرگ، این عدم کارایی به‌صورت مسکوت باقی‌مانده است. علی‌رغم پیشرفت‌های گسترده‌ حوزه علوم پزشکی در قرن بیستم، اما همچنان بیماری‌های عفونی پیامدهای جدی بر سیستم‌های بهداشت عمومی کشورها داشته است. در مقابل داروشناسی مبتنی بر استدلال با به‌کارگیری روش‌های بیوانفورماتیک و متاآنالیزهای آماری پیشرفته در میان ژنوم/پروتئوم پاتوژن و نیز آنالیزهای پاتوژنومیکس مقایسه‌ای ارزیابی‌های با جزئیات و کلیدی را برای طراحی داروها فراهم می‌کند. پیشرفت‌های اخیر در تکنولوژی‌های توالی­یابی نسل جدید (NGS) و آنالیزهای کامپیوتری متعاقب مربوط به آن‌ها این امکان را برای داروشناسان فراهم کرده است تا ضمن آنالیزهای گسترده بر روی کل ژنوم و یا پروتئوم پاتوژن­های نوظهور، بتوان به‌صورت کلی‌نگری و سیستمی، مکانیسم‌های حیات پاتوژن و نیز برهم­کنش‌های آن با بدن میزبان را مطالعه کرد. استراتژی‌های طراحی و رسانش داروها بر پایه روش 'druge-on-demand' پایه‌ریزی شده‌اند. اینکه پاتوژن هدف جزو کدام دسته از عفونت‌ها باشد (نوظهور، عفونت کرونیک) و نرخ شیوع آن به چه شکل باشد، استراتژی طراحی و رسانش دارو و درمان می‌تواند متفاوت باشد. تولید داروها و واکسن‌های پروتئینی نوترکیب مراحل زمان‌بر و هزینه‌بر برای توسعه را به همراه خواهد داشت. درحالی‌که داروها و واکسن‌های خوراکی بر پایه نوکلئیک اسید از این حیث بسیار مقرون‌به‌صرفه هستند. برخی از سوش­های باکتریایی در کشوری یک عامل بیماری‌زای خطرناک  بوده ولی با وجود آن در جمعیت دیگر نه ‌فقط ایجاد بیماری نمی‌کند بلکه به‌ عنوان یک فلور نرمال و حتی همزیست محسوب می‌شود. بنابراین هر دارویی کارایی لازم را در جوامع مختلف نداشته و حتی ممکن است تاثیر بسیار کمی در واکسیناسیون داشته باشد. نکته دیگر که باید در مورد داروهای جدید به آن اشاره نمود، داروهای نسل آینده برای کنترل بیماری‌های مدرن از قبیل انواع آلرژی‌ها و سرطان‌ها است. با گسترش زندگی صنعتی و مدرن، جوامع بشری با یک اپیدمی بزرگی بنام بیماری‌های مدرن گریبان­گیر بوده و پیش‌بینی می‌شود این بیماری‌ها به عامل اصلی مرگ ‌و میر انسان‌ها در سال 2024 تبدیل خواهند شد. به همین دلیل تحقیقات گسترده‌ای در کشورهای صنعتی برای تولید داروهایی از میکروارگانیسم‌های زنده به‌صورت خوراکی برای پیشگیری از این نوع بیماری‌ها در حال انجام هست، لذا در این خصوص این پلتفرم‌های جدید می‌توانند بسیار کارآمد باشند.
 درباره تیم پژوهشی
 
نام و نام خانوادگی رشته/مقطع تحصیلی مجری/همکار طرح وضعیت شغلی
هادی ملکی کاکلر دکتری زیست فناوری پزشکی مجری عضو هیات علمی و استادیار دانشگاه علوم پزشکی ارومیه
عباس جعفری دکتری سم­شناسی همکار عضو هیات علمی و دانشیار دانشگاه علوم پزشکی ارومیه
محمدرضا اصغرزاده دکتری ژنتیک همکار عضو هیات علمی و استادیار دانشگاه ارومیه
علی اکبری دکتری شیمی همکار عضو هیات علمی و استادیار دانشگاه علوم پزشکی ارومیه


سوابق عرضه‌کننده فناوری و مسئول اصلی تیم پژوهشی
دکتر هادی ملکی کاکلر، عضو هیات ‌علمی و استادیار مرکز تحقیقات سالید تومور دانشگاه علوم پزشکی ارومیه و عضو انجمن تحقیقات سرطان اروپا هستند و در طرح‌های پژوهشی مشارکت داشته و مقالات ISI و علمی-پژوهشی متعددی در مجلات معتبر خارجی و داخلی به چاپ رسانده‌اند. آقای دکتر ملکی دارای ثبت اختراع و عضو انجمن مخترعین ایران نیز می‌باشند. سوابق پژوهشی ایشان در زمینه مطالعات درمان هدفمند، مولکولی و نانوتراپی سرطان و دارورسانی و سیگنالیگ سلولی به‌ ویژه بر روی سرطان معده و کلورکتال است.
دکتر عباس جعفری، رییس و دانشیار پژوهشکده سلولی و مولکولی دانشگاه علوم پزشکی ارومیه هستند. ایشان در تعداد زیادی طرح پژوهشی به‌ عنوان مجری و یا همکار مشارکت داشته‌اند و مقالات ISI و علمی-پژوهشی متعددی در مجلات معتبر به چاپ رسانده‌اند. آقای دکتر جعفری دانشجویان زیادی در مقطع کارشناسی­ ارشد و دکتری داشته‌اند و سوابق پژوهشی ایشان در زمینه سم‌شناسی، آلودگی محیطی و مواد غذایی می‌باشد.
 
مزایا
 مزایای اسیدلاکتیک باکتری‌ها به‌صورت خلاصه شامل موارد زیر است:
1. کمک در تشکیل دیواره‌ روده
2. تشکیل اسیدهای چرب کوتاه زنجیر
3. تولید ویتامین‌های گروه B و  K
4. افزایش سیستم ایمنی بدن
لاکتیک اسید باکتری‌ها به سبب توانایی‌شان در ممانعت از آلودگی‌ها و فسادها در مواد غذایی به ‌وسیله‌ تولید ترکیبات ضد میکروبی مختلف در صنایع غذایی نیز استفاده می‌شوند. لاکتیک اسید باکتری‌ها pH مواد غذایی را کاهش می‌دهند که زنده‌مانی میکروارگانیسم‌های حساس به محیط اسیدی را دچار مشکل می‌کند. پروبیوتیک­ها می‌توانند به‌عنوان یک رویکرد جدید، طبیعی و مقرون ‌به ‌صرفه در پیشگیری از سرطان معده مورد استفاده قرار گیرند. لذا با استفاده از پروبیوتیک­ها می‌توان هزینه‌های درمان برای بیمار، بیمه و وزارت بهداشت را کاهش داد و نیز با سیاست­گذاری­های کلان می‌توان طول مدت درمان را کاهش، برگشت و امید به زندگی را در بیماران سرطانی سرعت بخشید.
کاربرد
  • نانو پروبیوتیک‌­ها به‌عنوان یک رویکرد جدید، شخصی، طبیعی و مقرون ‌به ‌صرفه در پیشگیری از سرطان معده مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
  • نانو پروبیوتیک باکتری با پتانسیل مهار سلول‌های سرطان معده و اثرات ضد سرطانی می‌توانند به‌ عنوان مکمل در کنار درمان مورد استفاده قرار بگیرند.
  • این درمان به‌ مراتب ارزان ‌قیمت بوده و به علت استفاده از باکتری‌های بومی هیچ‌گونه عوارضی برای بیمار نخواهد داشت و کیفیت زندگی آن‌ها را بهبود خواهد بخشید.
  • تولید این محصول و اثرات ضد سرطانی آن، هم برای پیشگیری و هم برای درمان استفاده خواهد شد و اثرات بلند مدت آن به کم شدن اپیدمیولوژی این بیماری کمک خواهد کرد. 
خروجی‌های مورد انتظار تحقیق
  • تاثیر نانو مکمل بر روی بیان ژن‌های دخیل در آپاپتوزی سلول‌های سرطانی موجب القای آپوپتوز در سلول‌­های سرطانی می‌­شوند.
  • تاثیر نانو مکمل بر میزان بیان پروتئین‌ها در آپاپتوز سلول­‌های سرطانی موجب القای آپوپتوز در سلول­‌های سرطانی می­‌شوند.
  • اندازه نانوذرات طلا تقریبا حدود 100 نانومتر خواهد بود.
  • قیمت نانو مکمل تولیدی نسبت به قیمت جهانی پایین­تر خواهد بود همچنین این نانو مکمل قابلیت بالا در زنده­‌مانی، اثرات درمانی و پیشگیری از سرطان را نیز دارد.
  • تاثیر استفاده از نانومکمل بر مسیرهای سیگنالینگ سلولی در بیماران موجب القای آپاپتوز در سلول­‌های سرطانی می­‌شود.
  • تاثیر نانو مکمل بر بقاء، اثرات و ماندگاری بر روی سلول­‌های سرطانی در محیط اسیدی معده حدود 4 ساعت خواهد بود.
  • تاثیر نانو مکمل بر روی سلول­‌های سرطانی معده و القای آپاپتوز حدود 78-98 درصد خواهد بود.
  • وجود نانوذرات با قابلیت مشاهده و پیگیری از روند القای آپاپتوز در سلول­‌های سرطانی به وسیله CT-scan مقدور می­‌باشد.
  • دوز موثر بر روی سلول‌­های سرطانی در 48 ساعت با OD نیم مک­فارلند حدود 525/0 خواهد بود.
هزینه و زمان اجرای طرح
  • هزینه اجرای طرح حدود 700 میلیون تومان برآورد می‌شود.
  • مدت‌زمان اجرای طرح حدود 20 ماه می‌باشد.
تسهیم مالکیت فکری
  • مالکیت معنوی: مشارکت‌کننده در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و مشارکت‌کننده در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
  • مالکیت منافع مادی: سهم مشارکت شرکت/شتاب‌دهنده متقاضی حداقل 10 و حداکثر 35 درصد خواهد بود (منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری بر اساس توافق طرفین و مشترک خواهد بود و باتوجه‌به سهم آورده نقدی و غیرنقدی توسعه‌دهنده، سهم مالکیت قابل‌مذاکره و توافق است).
ارتباط با ما
شماره تماس:
021-88486498

اینستاگرام:
iran.challenges@