Granty z NCN na badania wstępne

Kolejna lista rankingowa beneficjentów konkursu Miniatura 4 realizowanego ze środków Narodowego Centrum Nauki przyniosła cztery  granty dla Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Dr Joanna Bajzert, dr Dominika Kulig, dr Żaneta Król-Kilińska i dr Agnieszka Żak zdobyły finansowanie działań naukowych, służących przygotowaniu kolejnych projektów badawczych planowanych do złożenia w konkursach NCN lub innych konkursach ogólnokrajowych i międzynarodowych. W sumie badaczki UPWr zdobyły na badania wstępne ponad 182 tys. zł.

Mniejsza alergenność białek krowiego mleka

Alergie występują obecnie u ok. 20% populacji – jedną z najczęściej diagnozowanych jest alergia pokarmowa, dotykająca 1-3% dorosłych i 4-6% dzieci. Właściwości alergizujące wykazuje 70-160 produktów i dodatków do żywności, a do najczęściej identyfikowanych alergenów Światowa Organizacja Zdrowia zalicza białka występujące w krowim mleku, jajach, zbożach, soi, rybach, mięczakach, orzechach i orzechach arachidowych. To tak zwana wielka ósemka alergenów pokarmowych.

Podstawowym i często jedynym sposobem leczenia alergii pokarmowych jest dieta eliminacyjna. Do żywienia noworodków i niemowląt wprowadza się mieszanki mlekozastępcze bazujące na białkach mleka krowiego o technologicznie obniżonych właściwościach alergennych. Jedną z metod redukcji alergenności białka krowiego mleka jest hydroliza enzymatyczna. Obecnie w przemyśle spożywczym wykorzystuje się do tego celu komercyjnie dostępne preparaty enzymów pochodzenia mikrobiologicznego, roślinnego i zwierzęcego. Koszty ich produkcji są jednak stosunkowo wysokie.

Dr Joanna Bajzert z Katedry Immunologii, Patofizjologii i Prewencji Weterynaryjnej poszukuje nowych enzymów, pozyskiwanych z łatwo dostępnych źródeł, zdolnych do wydajnej hydrolizy białek i skutecznego obniżania ich alergenności. W badaniach, które przeprowadzi w ramach programu Miniatura 4 Narodowego Centrum Nauki wykorzysta enzymy z dyni figolistnej Cucurbita ficifolia oraz drożdży Yarrovia lypolityca. Oceni, jak wpływają na redukcję alergenności białek krowiego mleka i dobierze optymalne warunki hydrolizy. Wyniki pozwolą na poszerzenie w przyszłości badań o kolejne alergeny z wielkiej ósemki, seler i sezam.

Bioaktywne kapsułki z kapsaicyną

Mikrokapsułkowanie, czyli zamykanie stałych, płynnych lub gazowych materiałów w miniaturowych kapsułach, pozwala na zaprojektowanie ich uwalniana w konkretnych dawkach i warunkach. Substancje są chronione przed warunkami takimi jak składniki żywności, wilgoć, powietrze czy światło, a jednocześnie kapsułki pomagają maskować smak, zapach czy barwę substancji bez straty na ich bioaktywnych właściwościach.

Dr Dominika Kulig z Katedry Rozwoju Funkcjonalnych Produktów Żywnościowych wyprodukuje jadalne kapsułki, w których alginian sodu będzie stanowił osłonkę, a kapsaicyna (substancja odpowiedzialna m.in. za ostrość papryczek chili) bioaktywny rdzeń kapsułki.

Kapsułki będą sieciowane przy pomocy chitooligomerów lub mieszaniny chitooligomerów i chlorku wapnia, dzięki czemu będą zawierały dwie substancje bioaktywne: kapsaicynę o działaniu antyoksydacyjnym i chitooligomery, które posiadają właściwości antybakteryjne, przeciwgrzybicze, przeciwutleniające, przeciwdrobnoustrojowe, przeciwwirusowe i przeciwnowotworowe. Modyfikacja roztworu sieciującego pozwoli dr Kulig na projektowanie barierowości kapsułek, a więc i stopnia uwalniania substancji aktywnych w określonym środowisku.

Hydrożele na bazie wody mikroklastrowanej  

Drugą beneficjentką grantu NCN z Katedry Rozwoju Funkcjonalnych Produktów Żywnościowych jest dr Żaneta Król-Kilińska, która będzie prowadziła badania pilotażowe hydrożeli wytwarzanych na bazie wody poddanej działaniu zimnej plazmy.

Tak zwana woda mikroklastrowana, w której na skutek działania zimnej plazmy nastąpiło rozbicie lub zredukowanie klastrów, jest ostatnio obiektem zainteresowań coraz większej liczby naukowców, gdyż ma specyficzne właściwości fizykochemiczne. Naukowcy zaobserwowali m.in. zmianę pH, przewodności elektrycznej, temperatury krzepnięcia i wrzenia. Woda mikroklastrowana wykazuje również aktywność przeciwdrobnoustrojową, a jej mechanizm działania na mikroorganizmy jest nadal przedmiotem badań. Ponadto – dzięki rozbiciu struktur wewnętrznych woda mikroklastrowana posiada wzmożone właściwości penetracyjne błon i ścian komórkowych.

Dr Król-Kilińska oceni możliwości zastosowania wody mikroklastrowanej do produkcji hydrożeli z polimerów naturalnego pochodzenia takich jak alginian sodu, karagen i żelatyna. Prawdopodobnie, tak ja woda podana działaniu zimnej plazmy, hydrożele będą cechowały się odmiennymi parametrami niż te powstałe na bazie wody destylowanej. Szczególnie istotna może się tu okazać zdolność wzmożonej penetracji błon i ścian komórkowych, ponieważ badaczka UPWr planuje sprawdzić ich potencjał w produkcji kapsułek na substancje aktywne – witaminy, antyoksydanty, probiotyki czy fitosterole.

Mikrobiom koni z nieswoistym zapaleniem jelit

Badania mikrobiomu przewodu pokarmowego – który u wszystkich ssaków odgrywa ważną rolę w kształtowaniu i funkcjonowaniu układu immunologicznego – wykazały u zdrowych koni przewagę bakterii Firmicutes w jelicie grubym. Na drugim miejscu wykazano Bacteroidetes lub Verrocomicrobia. Zaburzenia proporcji między tymi gromadami u ludzi i psów są przyczyną nieswoistych zapaleń jelit (IBD). Nie ma jednak takich danych dotyczących koni.

A choroba ta może obejmować u koni zarówno jelito cienkie, jak i grube. Diagnostyka polega na wykluczeniu innych chorób przewodu pokarmowego i badaniu histopatologicznym materiału z błon śluzowych jelit, które wymaga poddania zwierzęcia znieczuleniu ogólnemu i laparotomii. Leczenie natomiast, jedynie objawowe, prowadzi zazwyczaj do silnego wychudzenia, wyniszczenia organizmu i śmierci.

Dr Agnieszka Żak z Katedry Immunologii, Patofizjologii i Prewencji Weterynaryjnej UPWr przeanalizuje mikrobiom zdrowych koni i koni chorujących na IBD, aby określić skład i dominację gromad drobnoustrojów u zdrowych i i chorych zwierząt. Będą to dane wyjściowe do stworzenia algorytmu diagnostycznego nieswoistego zapalenia jelit u koni.

Jednocześnie z badaniami z Miniatury dr Żak bada w ramach programu „Innowacyjny naukowiec” rolę wydzielniczej immunoglobuliny A w regulowaniu reakcji immunologicznych w przewodzie pokarmowym koni zdrowych i z IBD. Porównanie wyników obu projektów może pomóc w ustaleniu zależności między mikrobiomem a poziomem wydzielniczej immunoglobuliny A w przewodzie pokarmowym koni.