Laboratorij za vede o okolju in življenju

Razvoj biosenzorskih in diagnostičnih tehnologij za zdravstvene aplikacije

Raziskovalna podlaga

Družbeni vpliv temelji na raziskavah, izvedenih v Laboratoriju za vede o okolju in življenju (LVOŽ) Univerze v Novi Gorici na področjih produkcije rekombinantnih proteinov, inženirstva nanotelesc ter biosenzorsko usmerjene analitske biotehnologije. Raziskave so vzpostavile metodološke pristope, ki omogočajo selektivno molekularno prepoznavanje in hitro analitsko detekcijo z integracijo inženirskih nanotelesc, rekombinantnih proteinov in prenosnih tehnologij za biosenzorstvo.

Raziskovalno podlago predstavljajo naslednji reprezentativni rezultati:

  • Boonkaewa S, Szot-Karpińska K, Niedziółka-Jönsson J, de Marco A, Jönsson-Niedziółka M (2024). NFC smartphone-based electrochemical microfluidic device integrated with nanobody recognition for C-reactive protein. ACS Sensors 9:3066–3074.
  • De March M, Terdoslavich M, Polez S, Guarnaccia C, Poggianella M, Marcello A, Skoko N, de Marco A (2022). Expression, purification and characterization of SARS-CoV-2 spike RBD in ExpiCHO cells. Protein Expression and Purification 194:106071.

Delo je potekalo v okviru interdisciplinarnega in mednarodnega sodelovanja, ki je vključevalo analizne kemike, molekularne biologe in biomedicinske raziskovalce, med drugim v sodelovanju z Inštitutom za fizikalno kemijo Poljske akademije znanosti ter Mednarodnim centrom za genski inženiring in biotehnologijo (ICGEB).

Opis vpliva

Raziskave so prispevale k razvoju biosenzorskih in diagnostičnih tehnologij, pomembnih za spremljanje zdravja, zaznavanje biomarkerjev ter analitske aplikacije v biomedicini. Razviti biosenzorski sistemi na osnovi nanotelesc so pokazali izvedljivost povezovanja selektivnega molekularnega prepoznavanja z miniaturiziranimi elektrokemijskimi in s pametnim telefonom podprtimi analitskimi platformami za hitro zaznavanje biomarkerjev.

Poseben pomen dela izhaja iz njegove uporabnosti pri prenosnih in ob bolniku izvedljivih (point-of-care) analitskih pristopih za določanje biomarkerjev, kot je C-reaktivni protein (CRP), ki se pogosto uporablja za spremljanje vnetnih in kroničnih bolezni. Raziskave podpirajo mednarodna prizadevanja za razvoj dostopnejših in bolj miniaturiziranih analitskih tehnologij za decentralizirano testiranje biomarkerjev.

Raziskave so prispevale tudi k diagnostično usmerjeni biotehnologiji v času pandemije COVID-19 z razvojem rekombinantne produkcijske platforme za receptorsko vezavno domeno (RBD) proteina bodice virusa SARS-CoV-2, primerne za analitske in diagnostične aplikacije, povezane s spremljanjem okužbe in ocenjevanjem imunskega odziva.

Delo je okrepilo interdisciplinarno sodelovanje med molekularno biologijo, analizno kemijo, nanotehnologijo in biomedicinskimi vedami prek mednarodnih raziskovalnih aktivnosti, ki so vključevale akademske in biomedicinske raziskovalne partnerje.

V procesu samoevalvacije so bili prepoznani tudi pomembni prihodnji izzivi, zlasti potreba po dodatni validaciji, standardizaciji in translacijskem razvoju prenosnih biosenzorskih tehnologij pred njihovo širšo rutinsko uporabo.

Dokazi in možna prepoznavnost

Družbeni pomen in translacijski potencial raziskav se odražata v:

  • mednarodnem interdisciplinarnem sodelovanju z zunanjimi biomedicinskimi in analitskimi raziskovalnimi ustanovami;
  • objavah v recenziranih mednarodno priznanih znanstvenih revijah, med drugim ACS Sensors in Protein Expression and Purification;
  • prispevku k razvoju analitskih in diagnostičnih tehnologij v času pandemije COVID-19;
  • nadaljnjih raziskovalnih dejavnostih na področju prenosnih biosenzorskih in diagnostičnih tehnologij.

Delo je prispevalo k širšim mednarodnim raziskovalnim prizadevanjem na področjih prenosnega biosenzorstva, analitske miniaturizacije ter razvoja diagnostičnih tehnologij, usmerjenih v biomarkerje.