Opis projekta

SIBO je zdravstveno stanje, za katerega je značilna prekomerna rast bakterij v tankem črevesu. Glavni cilj projekta je razvoj eksperimentalne platforme, ki bo omogočala in vitro vpliv razrasta posameznih bakterij na trans-epitelni transport v tankem črevesju. Postavljeni in vitro model sluznice tankega črevesa bo združil napredne pristope 3D biotiskanja z mikrofiziološkimi sistemi (MPS). Ta integracija bo omogočila izdelavo bio struktur z natančno določeno sestavo in geometrijskimi lastnostmi ter visoko stopnjo nadzora nad pogoji gojenja za posnemanje naravnega fiziološkega okolja in usmerjanje razvoja tkiva v želeno smer. Prednosti predlagane eksperimentalne platforme pred obstoječimi in vitro modeli sistema sluznice tankega črevesa izhajajo iz specifične integracije 3D biotiskanega ogrodja in zasnove MPS, ki bo poravnala črevesni epitelij in spodaj ležeče ožiljeno tkivo znotraj jasne optične poti. Posledično bo to omogočilo neprekinjeno slikanje in spremljanje molekularnega transporta iz simuliranega črevesnega lumna skozi epitelij in v ožilje. Projekt bo osredotočen na transport metabolitov iz luminalne na žilno stran in vitro epitelija, integriranega v mikrofiziološki sistem (MPS). Ta model bo izpostavljen metabolitom ter celičnemu materialu bakterijskih vrst, za katere je znano, da povzročajo SIBO. Z neciljano metabolomiko na osnovi masne spektrometrije bomo primerjali profile spojin, ki prehajajo čez epitelij. Cilj je identifikacija vrstno specifičnih pokazateljev z visoko napovedno vrednostjo bakterijskega povzročitelja SIBO.

Slika 1: Splošni opis komponent, ki izpolnjujejo glavni cilj in projekta. In vitro SIM (sluznica tankega črevesa), izdelana znotraj MPS z uporabo 3D biotiskanja in gojena pod stalnim spremljanjem in natančnim nadzorom okolja za preučevanje transporta snovi bakterijskega izvora iz luminalnega v vaskularni krog.

O katedri

Katedra za mikrobiologijo Medicinske fakultete Univerze v Mariboru je bila ustanovljena leta 2005. Od začetka delovanja jo vodi prof. dr. Maja Rupnik. Sodelavci delujejo tako na pedagoškem kot na raziskovalnem področju, ne izvaja pa se diagnostična dejavnost. Kadrovsko in prostorsko je delo katedre močno povezano s Centrom za medicinsko mikrobiologijo Nacionalnega laboratorija za zdravje, okolje in hrano (NLZOH), še posebej z Oddelkom za mikrobiološke raziskave.

Raziskovalno delo na Katedri za mikrobiologijo poteka v dveh večjih sklopih: raziskave bakterije Clostridioides (Clostridium) difficile ter raziskave črevesne in drugih mikrobiot. Publicistična dejavnost sodelavcev Katedre za mikrobiologijo je zelo obsežna in vključuje poglavja v knjigah, znanstvene izvirne ter pregledne članke, strokovne članke in uredništva domačih knjig s področja popularizacije znanosti. Sodelavci objavljajo v najboljših revijah na področju, kot so New England Journal of Medicine, Lancet, Lancet Infectious Diseases, Clinical Microbiology and Infection in Nature Reviews Microbiology.

Zaposleni na katedri

Vodja katedre
prof. dr. Maja Rupnik, univ. dipl. biol.

Sodelavci
doc. dr. Sandra Janežič
asist. dr. Valerija Tkalec
asist. dr. Aleksander Mahnič
dr. Nejc Stopnišek
asist. mag. mikrobiol. Tanja Žlender
mag. bioinf. Tanja Vrabič
mag. mikrobiol. Sabina Mlakar

Drugi sodelavci: dr. Andrej Golle, dr. med, asist. Andrej Kraševac Glaser, dr. med, asist. Urška Kramar, dr. med. in asist. Barbara Janžič, dr. med.

Predmeti, ki se izvajajo na katedri

• Mikrobiologija z imunologijo na študiju Splošna medicina
• Mikrobiologija, imunologija in oralna mikrobiologija na študiju Dentalna medicina
• Mikrobiote pri človeku na podiplomskem študiju Biomedicinska tehnologija
• Mikrobna patogeneza na podiplomskem študiju Biomedicinska tehnologija

Tekoči projekti

• J3-50098 - Razvoj mikrofiziološkega sistema sluznice tankega črevesa za raziskovanje učinkov mikrobiote na transepitelijski transport in imunski odziv gostitelja

Raziskovalne naloge za študente

Pomemben vidik raziskovalnega dela je vključevanje študentov. Do danes so raziskovalno delo zaključili:

• Tilen Seničar, Andraž Kukovičič; 2021. Črevesne bakterije, ki razgrajujejo gluten (mentorica, prof. dr. Maja Rupnik, somentor, doc. dr. Jernej Dolinšek, dr. med., spec. ped.), 2021; prejemnika Dekanovega priznanja, Krkinega priznanja in Perlachovega priznanja, objavljeno v Microorganisms, 2021;
• Ines Blaževič. Delo v letu 2014; soavtorica članka Possible contribution of shoes to Clostridioides difficile transmission within hospitals, Clinical microbiology and infection, 2021 (mentorica, prof. dr. Maja Rupnik);
• Špela Pintar. Izolacija in karakterizacija bakterije Clostridium difficile pri hospitaliziranih bolnikih s kronično vnetno črevesno boleznijo, 2017 (mentorica, prof. dr. Maja Rupnik, somentor, prof. dr. Pavel Skok, dr. med.); Dekanovo priznanje; objavljeno v Frontiers in Microbiology 2022;
• Matija Primec. Molekularna in fenotipska karakterizacija stafilokokov, izoliranih iz kroničnih ran, 2019 (mentorica, prof. dr. Maja Rupnik, somentorica, asist. Vesna Breznik, dr. med.); Dekanovo priznanje.

Prav tako skoraj vsako leto gostimo študente iz mednarodnih izmenjav, ki jih organizira International Federation of Medical Student's Associations (IFMSA).

Zaključeni doktorati

• Božena Kotnik Kevorkijan. Epidemiološki in mikrobiološki pristopi za spremljanje bolnišničnih okužb v UKC Maribor, 2019.
• Sabina Horvat. Interakcije različnih sevov bakterije Clostridium difficile s črevesno mikrobioto: doktorska disertacija, 2019.
• Andrej Golle. Molekularna karakterizacija proti karbapenemom odpornih sevov bakterije Pseudomonas aeruginosa iz kužnin in okolja, 2019.
• Jure Škraban. Interakcije bakterije Clostridium difficile s črevesno mikrobioto: doktorska disertacija, 2013.

Organizacija kongresov in delavnic

V okviru Medicinske fakultete UM smo organizirali naslednje dogodke:

• 2nd International Clostridium difficile Symposium (ICDS), 6.–9. 6. 2007, Maribor;
• Delavnica 'Clostridium difficile – from culture to molecular methods', 3.–5. 9. 2007;
• Simpozij 'Pomen, pogostnost in nadzor okužb z bakterijo Clostridium difficile', 18. 4. 2013, Brdo pri Kranju;
• ESCMID Postgraduate Technical Workshops (PGTW) 'Clostridium difficile: Practical aspects of typing and comparative genomics', 2.–4. 9. 2015; sodelovanje z AGES, Dunaj, Avstrija;
• 5. kongres Slovenskega mikrobiološkega društva z mednarodno udeležbo, 12.–15. 10. 2015, Maribor;
• 2nd Slovenian Microbiome Network Symposium 2023, 30. 11. – 1. 12. 2023.