Napovedovanje bolezni, povezanih s kroničnimi vnetji, trenutno ovira pomanjkanje mehanističnega razumevanja in trenutno omejen doseg toksikoloških preiskav. Za odkritje mehanizma odgovornega za sprožanje kroničnega vnetja v pljučih po inhalaciji nanodelcev smo porabili 200 človek-let v okviru 8 milijonskega evropskega projekta. Da bi razumeli razvoj bolj zapletenih bolezni, kot so pljučna fibroza, proženje strjevanja krvi ter rak, v mnogo krajšem časovnem obdobju, je nujno potrebna sprememba paradigme pri odkrivanju mehanizmov. Očitno na način brez uporabe živali.
Mladi raziskovalec bo sodeloval pri razvoju novega koncepta (uCellnNet) za pospešitev mehanističnega odkrivanja razvoja bolezni, s katerim želimo razdeliti odziv kompleksnega nativnega tkiva z razvejano mrežo interakcij in molekularnimi dogodki med več vrstami celic v mrežo parov posameznih tipov celic, med katerimi lahko opazujemo posamezne načine medceličnih interakcij. Za visoko pretočno spremljanje le teh v realnem času bomo razvili napravo s celicami naseljenimi na stekleni čip z mikronsko ločljivostjo. Na koncu bomo predlagani koncept uCellnNet validirali še na trenutni hipotezi signalne poti pri razvoju fibroze oziroma pljučnega raka, ki vključuje tri ključne tipe celic (pljučne epitelijske celice, makrofage in fibroblaste).
Raziskovalno delo mladega raziskovalca bo povezano z delom v:
– Programski skupini: Eksperimentalna biofizika kompleksnih sistemov, Laboratorij za biofiziko, Odsek za fiziko trdne snovi (F5), Inštitut Jožef Stefan;
– Razvojne skupine podjetja Infinite, razvoj bio-medicinskih tehnologij d.o.o.
ter vpeto v aplikativni raziskovalni projekt z naslovom Razvoj koncepta za mehanistično napovedovanje fibroze in proženja koagulacije krvi, ki jo povzročajo vdihani materiali (uCellnNet) (1.10.2022 – 1.10.2025)
Raziskovalno področje mladega raziskovalca bo usmerjeno v znanstveno-raziskovalno in aplikativno biofiziko. V raziskovalnem problemu bo ključen študij celičnih interakcij (celičnih parov) v omejenih geometrijah čipov, ki so približno 100-krat manjši od mikrofluidičnih naprav. Za raziskave bo uporabljal različne celične pare (npr. pljučni par: epitelijske celice in makrofagi) in različne mikroskopije, ki se uporabljajo v Laboratoriju za biofiziko (LBF) in v podjetju Infinite d.o.o. Raziskave bodo potekale v sodelovanju z obema skupinama (LBF in Infinite). Zraven eksperimentalnega dela bom predvidoma razvijal tudi teoretične napovedne metode, s katerimi bi bilo mogoče predvideti proženje dolgoročnih zdravstvenih zapletov.