Technologie Biologického centra
TOXI-AUTO
Robotická stanice kategorie BSL-3 pro zcela automatizované zpracování biologických vzorků umožňující další měření v kombinaci s různými typy analytických přístrojů (bez omezení se na konkrétního výrobce). Všestranně využitelná stanice pro komerční i výzkumné bioanalytické laboratoře, v první řadě pro analýzu xenobiotik (exogenní látky vstupující do organismu z prostředí, mezi něž patří drogy, léčiva, jejich metabolity, potrava atd.), včetně analýzy endogenních metabolitů. Konstrukce, naprogramování a odladění automatického provozu robotické stanice umožňuje přípravu a zpracování biologických vzorků různého typu (tělní tekutiny jako moč, sérum, buněčný extrakt atd.) bez dozoru obsluhy 24h denně. Pro analýzu bioaktivních látek a toxických látek lze zařízení umístit přímo do digestoře nebo jiného vhodného prostoru pro manipulaci takových látek.
Stav: Testování technologie.
Multiuživatelská platforma pro analytické a datové služby
Softwarový nástroj vyvinutý na BC, nazvaný Metabolite Mapper, a s ním spojená databáze profilů konkrétních metabolitů. Metabolite Mapper je určen k automatickému zpracování dat z analytických souborů, které jsou generovány hmotnostními spektrometry. Protože moderní metody umožňují detekci stovek látek, je nasazení takového nástroje nezbytné ve výzkumu i při zavádění komplexních diagnostických metod v lékařství, potravinářství atd. Komerční využití softwaru a s ním spojené databáze metabolomik je nabízeno formou tzv. cloudu.
Stav: Připraveno k licencování.
Diagnostika virů, viroidů a fytoplazem metodou sekvenování nové generace
U jednotlivých zemědělských plodin jsou dnes známy desítky ekonomicky významných virů způsobujících škody na jejich výnosu a kvalitě. Neexistuje test, který by dokázal v jedné reakci prokázat všechny patogeny. Použití sekvenování nové generace (next generation sequencing - NGS) má potenciál odhalit všechny viry ve vzorku rostliny (např. u třešně 22 virů) a to nejen známé viry, ale i nové viry – původce chorob, zejména při mnohočetných infekcích. Využití tak nalezne nejen v rostlinné biologii, kde současná rutinní diagnostika rostlinných virů, viroidů a fytoplazem je založena na imunoenzymatickém testu ELISA (viry) a polymerázové řetězové reakci (viry, viroidy a fytoplazmy), ale také v zemědělství. Například pro specifickou oblast genetického výzkumu zaměřeného na studium rostlinných a živočišných genomů s konečným cílem generování agronomických vylepšení, jako je zlepšení kvality plodin a jejich výnosnost, zvyšování odolnosti rostlin proti patogenům, tedy omezení používání herbicidů, zlepšení účinnosti šlechtění rostlin a zvyšování přirozené schopnosti tolerance k abiotickým stresům, jako je sucho nebo mráz.
Stav: Připraveno k licencování. (nabízíme také placený školící systém – transfer know-how zájemcům z vytipovaných organizací)
Diagnostika preklinické fáze moru včelího plodu metodou isotermické PCR
Diagnostický kit pro detekci moru včelího plodu, který je nejvýznamnější současnou chorobou včel. Kit zahrnuje jak izolaci celogenomové DNA, tak vlastní izotermickou PCR. Umožňuje včasné podchycení onemocnění ještě před vypuknutím klinického stavu v úlu/stanovišti, kdy lze ještě podniknout nezbytné kroky k odvrácení průběhu infekce a záchraně včel. Při klinickém projevu je již nutné postupovat pouze podle platných veterinárních vyhlášek a zákonů, což zahrnuje likvidaci včelstev, všeho spalitelného materiálu (úly, nářadí), vytyčení perimetru okolo ohniska a následné několikaleté sledování všech včelstev v této oblasti. Výhodou izotermické PCR proti klasickému postupu je zjednodušení celého procesu a zkrácení reakční doby na 30-50min. Také citlivost je vyšší než u klasické PCR. Nutností ale zůstává vyizolování DNA, což je však součástí kitu.
Stav: Testování technologie.
Terapie imunitně zprostředkovaných onemocnění pomocí preparátů založených na parazitických organismech
V posledních desetiletích dochází k prudkému nárůstu prevalence imunitně zprostředkovaných onemocnění (IMD) u lidí jak ve vyspělých, tak i v rozvojových zemích. Zvyšující se četnost výskytu různých IMD je vysvětlována všeobecně zlepšenou hygienou, nadměrným užíváním antibiotik a zejména pak totální dehelmintizací. Vedle helmintů se pozornost nedávno obrátila i k lidskému střevnímu mikrobiomu a souvislosti mezi střevním mikrobiomem a různými civilizačními onemocněními, zejména IMD. Dysbióza střevního mikrobiomu se ukazuje být dalším možným predispozičním faktorem pro rozvoj IMD (kam spadá např. i Crohnova choroba či ulcerózní kolitida). Výsledky studií z posledních let ukazují, že mikrobiom ovlivňuje mnohé fyziologické procesy či rozvoj imunitního systému a jeho optimální diverzita se zdá být nedílnou součástí lidského zdraví.
V případě využití helmintů v komerční sféře pro možnou terapii Crohnovy choroby a dalších IMD je nezbytné přistoupit k přípravě preparátu, u kterého nebude žádné riziko rozšíření infekce do prostředí, a tak zamezit infekcím lidí v okolí pacienta, který by biologickou léčbu podstupoval. Z tohoto úhlu pohledu je nezbytné otestovat proteinový extrakt z helminta a vybalancovat optimální koncentraci celkového proteinu, jež bude aplikován, tak aby došlo k pozitivní stimulaci imunitního systému a střevní mikroflóry.
Stav: Ve vývoji.
EcoVault - software s databází pro skladování velkého objemu biologických a ekologických dat
EcoVault je databázový systém pro správu dat, za jejímž účelem vědečtí pracovníci standardně používají MS Excel, MS Access, Biota a další podobné programy. EcoVault je však na rozdíl od těchto programů více intuitivní, práce s ním nevyžaduje hlubší IT znalosti a data z něj i do něj lze z těchto programů importovat i exportovat. EcoVault je moderní aplikace na bázi prohlížeče s uživatelským rozhraním známým všem, kteří běžně vyplňují formuláře, filtrují a vyhledávají data na webových stránkách. Rozhraní EcoVault je také připraveno pro současnou práci několika uživatelů na jednom datovém setu, a to jak v místní, tak celosvětové síti. Databáze má základní strukturu pro práci jak s taxony, vzorky, pozorováními jedinců z různých trofických úrovní, tak i pro vzájemné specifické interakce. Uživatelé mohou konfigurovat systém pro jednotlivé projekty na základě jejich vzorkování a protokolů, které mohou zahrnovat přidávání uživatelsky definovaných proměnných, nastavení pravidel ověřování dat a nastavení pravidel pro propojení druhů či jiných proměnných.
Stav: Ve vývoji.
Systém pro in vitro testování proti‐klíštěcích preparátů a vakcín
Membránové krmení klíšťat umožňuje testování protiklíštěcích preparátů a vakcín bez použití laboratorních a experimentálních zvířat a tím pádem i bez nákladů s tím spojených (nákup, chov, provoz). Membránové krmení značně zjednodušuje celý proces testování a kromě samotné manipulace se zvířetem, odpadá i injikace narkotických látek, které mohou mít na průběh testování různý vliv, a také další injikace v případě testování organických látek. Navíc množství testovaných látek je při in vitro testování menší a možnost současného testování různých preparátů naopak větší než při in vivo testech. Tento systém membránového krmení umožňuje pracovat se všemi vývojovými stádii klíšťat, tedy i nymf, které jsou nejrizikovějším stádiem při přenosu infekčních onemocnění. Důležitý je ovšem i etický aspekt, kdy například při testování proti‐klíštěcích repelentů apod. si je možné zažádat o certifikát potvrzující nepoužití pokusných zvířat, např.: Humane Cosmetics Standard ‐ HCS.
Stav: Testování technologie.
Diagnostika lymské boreliózy za pomoci markerů raného stádia onemocnění
Diagnostický kit pro včasnou diagnostiku pacientů nakažených lymskou boreliózou, který je schopný odhalit onemocnění s vyšší účinností než v současnosti běžně používané testy. Umožňuje také diagnostikovat pacienta rychleji po infikování klíštětem, speciálně v těch případech, kdy je pacient nakažen vzácnějšími patogeny borelií. Přestože patří lymská borelióza mezi nejintenzivněji studovaná, klíšťaty přenášená onemocnění, neexistuje doposud vakcína, která by spolehlivě chránila před touto infekční nemocí. Stávající testy využívají markery pozdějších stádií onemocnění, mají účinnost okolo 70% a nejsou schopny odhalit jeho raná stádia. Na lymskou boreliózu se přímo neumírá, ale pokud dojde k pozdní diagnostice, jsou spirochéty schopny usídlit se v těle např. v kloubní tekutině a celoživotně způsobovat pacientům zdravotní problémy a hrozí opětovné propuknutí nemoci, pokud je oslabená imunita pacientů. Tento test je schopen v konečném důsledku šetřit náklady na léčbu pacientů, jelikož včasná a přesná diagnostika umožní zkrátit léčbu a omezit relapsy a chronické stavy onemocnění.
Stav: Testování technologie.
Přenosový model lymské boreliózy
Spolehlivý laboratorní přenosový model je nezbytný pro rutinní testování potenciálních vakcín a přípravků bránících přenosu borelií. V současné době jsou pracoviště BC AV ČR, v.v.i. jedinými na světě disponujícími podrobně popsaným přenosovým modelem zahrnujícím evropské klíště Ixodes ricinus a evropské kmeny borelií (zejména Borrelia afzelii - nejčastějšího původce boreliózy v Evropě). V USA existuje přenosový model využívající americké klíště Ixodes scapularis a americký kmen Borrelia burgdorferi sensu stricto. Vzhledem k odlišné biologii obou systémů ale nelze americký model využít v evropských podmínkách. Přenosový model vyvinutý na pracovištích BC AV ČR má tedy potenciál stát se žádaným u nejvýznamnějších národních a mezinárodních projektů zaměřených na klíšťata a klíšťaty přenášené patogeny a současně také servisní platformou pro aplikovaný a smluvní výzkum.
Stav: Připraveno k licencování. (nabízíme službu - produkci a prodej klíšťat, SPF nebo se specifickým patogenem)
Testování paraziticidních a imunomodulačních substancí určených pro boj s infekcí rybomorkami (Myxozoa) v akvakultuře pomocí in vitro a in vivo modelů
Myxozoa jsou mikroskopičtí rybí parazité, jejichž rozšíření může mít zničující dopad na populace ryb ve volné přírodě, ale zejména v akvakultuře. Navíc není v současné době dostupná žádná legalizovaná léčba tohoto onemocnění. Paralelní proces přímého potírání infekce pomocí paraziticidních látek a současného zlepšení imunitního systému hostitele, tzv. imunomodulace, je tak velmi efektivním přístupem v boji s tímto onemocněním. K tomu je však nezbytný plně funkční systém pro testování látek s paraziticidními nebo imunostimulačními vlastnostmi. Pro testování je tak v tomto případě klíčový in vitro model se zaměřením se na krevní stádia, protože většina druhů rybomorek přebývá alespoň na krátkou dobu v krvi předtím, než napadne cílové orgány. Pro testování imunostimulantů požadují firmy zabývající se chovem ryb, výživou pro ryby uměle chované a akvakulturou obecně, diagnostický in vivo systém a vývoj takového testovacího modelu je reakcí právě na tuto potřebu.
Stav: Testování technologie.
Využití sbírky půdních aktinomycet k získání terapeuticky aktivních látek
Odolnost řady patogenů k antibiotikům vyžaduje hledání nových terapeuticky účinných látek. Efektivní cestou pro hledání látek podobných známým antibiotikům je genomová analýza zaměřená na přítomnost genů nezbytných pro syntézu antibiotik. Ústav půdní biologie BC vytvořil rozsáhlou sbírku aktinomycet, která je potenciálním zdrojem dosud neznámých aktivních látek. Většina kultur náleží k čeledi Streptomycetaceae (rody Streptomyces a Kitasatospora), nicméně některé další čeledi jsou zde také zastoupeny (Pseudonocardiaceae: rody Letznea, Amycolatopsis, Saccharothrix, a Nocardiaceae: rod Nocardia). Zástupci rodu Streptomyces jsou známí jako producenti mnoha bioaktivních metabolitů, které mohou sloužit v lékařství jako antifungální, antivirotická, protisrážlivá, imunomodifikační, protinádorová léčiva nebo jako inhibitory enzymů. Dále pak také v zemědělství jako insekticidy, herbicidy, fungicidy nebo růst podporující látky pro rostliny i zvířata.
Stav: Připraveno k licencování.
Využití sbírky půdních mikromycet k získání biotechnologicky využitelných látek
Půdní mikroskopické houby (mikromycety) produkují řadu průmyslově využitelných látek – enzymy, nenasycené (omega) mastné kyseliny, antibiotika, pigmenty. Z hlediska aplikace jde o látky atraktivní pro potravinářství, zemědělství a lékařství. Sbírky půdních mikromycet představují potenciálně zdroj takových konkrétních druhů hub, které mohou být efektivnějšími producenty známých látek, případně producenty látek zcela nových. Sbírka mikroskopických hub obsahuje přes 2000 kmenů převážně vláknitých hub (askomycety, zygomycety a anamorfní stádia asko- a basidiomycet) izolovaných z rozmanitého prostředí (půda, kompost, opad, vzduch, jeskynní prostředí, nebo trávicí trakty bezobratlých a jejich exkrementy atd.). Sbírka představuje v současnosti vysoce unikátní sbírku, obsahující specifické izoláty, které nejsou umístěny v žádné jiné sbírce na světě.
Stav: Připraveno k licencování.
