Stran uporablja piškotke

Medicinska fakulteta Univerze v Mariboru

arrs

Nov inovativen pristop k zdravljenju pleničnega izpuščaja z uporabo plenic z vgrajenimi probiotičnimi bakterijami
Novel innovative solutions for diaper rash treatment using diapers with probiotic bacteria
(ARRS: J3-1762)

 

Osnovni podatki projekta

Naslov: Nov inovativen pristop k zdravljenju pleničnega izpuščaja z uporabo plenic z vgrajenimi probiotičnimi bakterijami
Vodja projekta: izr. prof. dr. Uroš Maver (MF UM)
Sodelujoče RO: IJS, UKC MB, FS UM, FKKT UM
Sodelujoči iz MF UM: izr. prof. dr. Sebastjan Bevc, Gradišnik Lidija, Krajnc Boštjan, asist. Milojević Marko, prof. dr. Uroš Potočnik, doc. dr. Tomaž Velnar
Trajanje: 2018-2021

 

Iz vsebine

Kratek opis: Razvili bomo modelno plenico, ki bo vsebovala probiotične bakterijske seve, pridobljene in analizirane v okviru epidemiološke študije na ritkah dojenčkov z in brez pogoste pojavnosti pleničnega izpuščaja. Na osnovi sistematičnih analiz bomo izdelali prototipno plenico z vgrajenimi probiotičnimi bakterijami in izvedli vse potrebne predklinične teste, ki bodo služili kot osnova za vrednotenje funkcionalnosti v nadaljnjih kliničnih študijah.
Vloga MF: MF UM je koordinator projekta in bo poleg nadzora vseh delovnih sklopov, delovala predvsem pri sami zasnovi in testiranju bioloških učinkov pripravljenega prototipa na kožnih celicah.

 

diaper

Slika: GRAFIČNI POVZETEK PROJEKTA
Shematski prikaz predvidenih delovnih sklopov projekta, od klinične študije, preko izolacije želenih probiotičnih bakterij, do priprave modelne plenice kot prototipa za bodočo rabo pri preprečevanju in zdravljenju pleničnega izpuščaja.

 

Povzetek

Na podlagi najnovejših spoznanj v povezavi s človeškim mikrobiomom, predstavljamo prebojno inovacijo s področja zdravljenja in preprečevanja pleničnega izpuščaja, ki temelji na kombinaciji novih, naravnih, biokompatibilnih ter biorazgradljivih nosilnih materialov in  bodisi celotnega mikrobioma ali izbranih probiotičnih (komenzalnih) bakterij, izoliranih iz zdrave kože dojenčkov, ki bodo modulirale prilagojeni imunski odziv in stimulirale razvoj normalne zdrave mikrobne flore, ki je ključna tudi za razvoj pridobljene imunosti.

Razvili bomo laboratorijske modelne obloge, s katerimi bomo simulirali končni izdelek – plenico, in na teh preverjali tako različne sestave nosilnih materialov, kot tudi različne bakterijske seve, pridobljene in analizirane v okviru epidemiološke študije na ritkah dojenčkov z in brez pogoste pojavnosti pleničnega izpuščaja, s čemer bomo zagotovili maksimalno učinkovitost pri odpravljanju in preprečevanju pleničnega izpuščaja, ob maksimalni varnosti za dojenčkovo ritko. Med nosilnimi materiali se bomo osredotočili predvsem na naravne polisaharide, ki jih bomo ustrezno modificirali za zagotavljanje super-vpojnosti ter primernega pripenjanja bakterij. Na osnovi dognanj bomo izdelali prototipno plenico z vgrajenimi probiotičnimi bakterijami in izvedli vse potrebne predklinične teste, ki bodo služili kot osnova za vrednotenje funkcionalnosti v nadaljnjih kliničnih študijah.

 

CILJI RAZISKAVE

Splošni cilj projekta je razviti novo formulacijo z uporabo novih inovativnih materialov za plenice s vključenimi probiotičnimi bakterijami kože. Za dosego tega splošnega cilja predlagamo specifične cilje: (i) analizo razvoja mikrobioma kože novorojenčkov v prvem letu, (ii) določitev bistvenih razlik v mikrobiomu v anogenitalni regiji pri zdravih dojenčkih in dojenčkih s pleničnim izpuščajem, (iii) uporabiti to znanje za izbiro in izolacijo najbolj obetavnih kandidatnih probiotičnih bakterij za predlagan namen, in (iv) razviti modelne plenice, ki vključujejo probiotične bakterije za zdravljenje (in preprečevanje) pleničnega izpuščaja.

Tak inovativen pristop ter priprava modelne plenice bo omogočala tudi študij interakcij med posameznimi komponentami, probiotičnimi bakterijami ter kožo na standardnih ter za ta namen posebej razvitih in vitro modelih (kombinacija bakterijskih in humanih celic v stiku z razvitimi materiali). S tem bo pripravljena tudi platforma za razvoj drugih novih pristopov zaščite pred pleničnim izpuščajem in podobnimi izpuščaji, ki se pojavljajo v rizičnih skupinah odraslih in starostnikov.

 

Abstract

Based on the newest insights of functioning of human microbiome, we are introducing a breakthrough innovation in the field of treatment and prevention of diaper rash, based on a combination of new, natural, biocompatible and biodegradable carrier materials and either whole microbiome or selected culturable probiotic (commensal) bacteria isolated from healthy skin of babies that will modulate adaptive immune response as well as it will stimulate development of normal healthy microbial communities involved in innate immunity.

By developing a laboratory model dressing that will simulate the final product - a diaper, we will test different compositions of carrier materials, and different molecular microbiological approaches either using isolated bacterial strains or whole skin microbiome transplants that will be both obtained and analysed in an epidemiological study on babies bottoms with and without frequent diaper rash occurrence, in order to ensure maximum efficiency in eliminating and preventing diaper rash, while assuring maximum safety for the baby's bottom. Among carrier materials, we will use natural polysaccharides that will, by adequate modification, provide super-absorbency and enable appropriate attachment of probiotic bacteria. Based on these findings, we will develop a prototype diaper incorporating probiotic bacteria and perform all necessary pre-clinical tests facilitating future evaluation in a clinical study.

PROJECT OBJECTIVES AND AIM

The general project objective is to develop a new formulation using new innovative diaper materials incorporating skin probiotics. In order to achieve this general aim we propose specific aims: (i) analysing the development of the skin microbiome of newborns in the first year, (ii) to determine crucial differences in the microbiome in the anogenital region of healthy infants and babies with diaper rash, (iii) use this knowledge for the selection and isolation of the most promising probiotic candidate bacteria, and to (iv) develop model diapers incorporating probiotic bacteria for the treatment (and prevention) of diaper rash.

The developed model system will enable interaction studies between individual constituents, probiotic bacteria and skin using standardized and custom developed in vitro experimental setups. By doing so, a platform will be designed for development of several new approaches for protection against diaper and similar rashes, which occur in adult risk groups.

 

OBJAVE PROJEKTA

IZVIRNI ČLANKI:

1. KOKALJ, Nina, KOVAČ, Metka, JAMTVDT, Gro, MAVER, Uroš, MIČETIĆ TURK, Dušanka. Probiotics for prevention and treatment of atopic dermatitis in children – systematic review and meta-analysis, Journal der Deutschen Dermatologischen Gesellschaft, 2020, In review.

2. ZIDARIČ, Tanja, MILOJEVIĆ, Marko, GRADIŠNIK, Lidija, STANA-KLEINSCHEK, Karin, MAVER, Uroš, MAVER, Tina. Polysaccharide-based bioink formulation for 3D bioprinting of an in vitro model of the human dermis. Nanomaterials, ISSN 2079-4991. [Online ed.], 2020, vol. 10, iss. 4 (733), str. 1-19, ilustr. https://www.mdpi.com/2079-4991/10/4/733, doi: /10.3390/nano10040733. [COBISS.SI-ID 512974392]

3. GRADIŠNIK, Lidija, VELNAR, Tomaž, MAVER, Uroš. Isolation, characterization and phagocyte function of human macrophages from human peripheral blood. Molecular biology Reports, 2020, Revised article submitted.

4. FINŠGAR, Matjaž, KOVAČEC, Laura. Copper-bismuth-film in situ electrodes for heavy metal detection. Microchemical journal, ISSN 0026-265X. [Print ed.], Available online 11 January 2020, str. 1-21, doi: 0026-265X. [COBISS.SI-ID 22930454]

 

PREGLEDNI ČLANKI:

5. MADORRAN, Eneko, STOŽER, Andraž, BEVC, Sebastjan, MAVER, Uroš. In vitro toxicity model : Upgrades to bridge the gap between preclinical and clinical research. Bosnian journal of basic medical sciences, ISSN 1840-4812. https://bjbms.org/ojs/index.php/bjbms/article/view/4378, doi: 10.17305/bjbms.2019.4378. [COBISS.SI-ID 512937272]

6. STERGAR, Janja, BAN, Irena, MAVER, Uroš. The potential biomedical application of NiCu magnetic nanoparticles. Magnetochemistry, ISSN 2312-7481, 2019, vol. 66, iss. 5, str. 1-27, doi: 10.3390/magnetochemistry5040066. [COBISS.SI-ID 22857494]

7. ZIDARIČ, Tanja, MILOJEVIĆ, Marko, VAJDA, Jernej, VIHAR, Boštjan, MAVER, Uroš. Cultured meat: meat industry hand-in-hand with biomedical production methods, Food Engineering Reviews, 2020, In review.

PRISPEVKI NA KONFERENCAH:

8. ZIDARIČ, Tanja, GRADIŠNIK, Lidija, MILOJEVIĆ, Marko, MAVER, Uroš, STANA-KLEINSCHEK, Karin, MAVER, Tina. Bioink-based scaffolds for bioingeneering skin substitutes. V: Abstract book, 6th EPNOE International Polysaccharide Conference, 21st-25th October 2019, Aveiro, Portugal. [S. l.: s. n. 2019], str. 175. https://epnoe2019.sciencesconf.org/resource/page/id/10. [COBISS.SI-ID 22728214]

 

PATENTI:

9. LAPANJE, Aleš, RIJAVEC, Tomaž. Controlled aggregation of cells : patentna prijava GB 8836884003. London: Patent Office, 31. dec. 2019. [COBISS.SI-ID 13157123]