Cilj projekta je razviti trajnostno in stroškovno učinkovito večmodalno mobilno aplikacijo Zymomonas za proizvodnjo protimikrobnih peptidov (AMP) in leva za zdravljenje okužb kože in mehkih tkiv (SSTI). Za dosego teh ciljev bo ustanovljena visoko usposobljena znanstvena ekipa, ki bo spodbujala sodelovanje med znanstvenimi ustanovami, industrijskimi partnerji in partnerji mednarodnega akademskega sodelovanja. Dodiplomski in doktorski študenti bodo aktivno sodelovali v projektu, ustvarjali nova raziskovalna mesta in spodbujali širjenje znanja, objavljali rezultate v znanstvenih revijah z velikim učinkom. Bakterije, ki povzročajo SSTI, so vse bolj odporne na pogosto uporabljene antibiotike in so trenutno ena od glavnih kategorij nozokomialnih patogenov. AMP je obetavna alternativa konvencionalnim antibiotikom, ker delujejo proti različnim sevom bakterij in gliv. Vendar pa so sedanje proizvodne metode AMP, kot je polavtomatizirana sinteza trdne faze, neučinkovite in okolju škodljive. Obstaja vse večje zanimanje za biološke pristope k proizvodnji AMP. Zaradi razmeroma nizkih stroškov in enostavne nadgradljivosti so biotehnološke metode privlačna alternativa proizvodnji AMP. Do danes je Escherichia coli najbolj razširjen gostitelj zaradi uveljavljenih protokolov in učinkovitosti pri proizvodnji beljakovin, vendar ima pomembne omejitve. Predlagamo, da bi lahko bile mobilne alfa proteobakterije Zymomonas, ki sintetizirajo etanol, boljša alternativa proizvodnji protimikrobnih zdravil E. coli za zdravljenje SSTI, z dodatnim potencialom za proizvodnjo specifičnih spojin za celjenje ran. Z. mobile je neobvezna anaerobna bakterija, znana po svoji naravni protimikrobni aktivnosti zaradi stranskih produktov aerobne fermentacijske kisline. Poleg tega smo dokazali, da Z. mobile kaže izjemno visoko odpornost na vrsto močnih AMP, zaradi česar je obetaven proizvajalec AMP. Za razliko od E. coli, ki ni mikroorganizem GRAS (splošno priznan kot varen), Z. mobile ni citotoksičen za celične linije kože in je razvrščen kot mikroorganizem GRAS. Zato bi njegova uporaba pri proizvodnji AMP lahko odpravila potrebo po obsežnih fazah čiščenja končnega izdelka, saj bi se lahko izvlečki mobilnih celic Z., ki vsebujejo AMP, uporabljali neposredno v končnih izdelkih v skladu s prakso kozmetične industrije.Z. mobile je dobro znan proizvajalec levana, biopolimera fruktoze s pomembnimi medicinskimi lastnostmi, zlasti za celjenje ran. V tem projektu bo proizvodnja levane strateško integrirana z visoko učinkovitim AMP izrazom Z. mobile pod optimiziranimi pogoji, da bi povečali tako levane kot AMP izhode. Z zagotavljanjem sočasne proizvodnje levana in AMP v enem postopku gojenja bo mobilna bakterijska platforma Z. zmanjšala proizvodne stroške in preprečila uporabo nevarnih topil v postopku po obdelavi. Tako bo ta mobilna platforma Z. zagotovila okoljsko trajnostno in stroškovno učinkovito rešitev, ki bo zagotovila izboljšano terapevtsko učinkovitost pri zdravljenju SSTI in celjenju ran. Cilj projekta je izkoristiti potencial Z. mobile za proizvodnjo AMP ter njegove naravne zmogljivosti za proizvodnjo antimikrobikov in levanov za ustvarjanje multimodalne bakterijske platforme, optimizacijo proizvodnje spojin za zdravljenje okužb kože in mehkih tkiv. Glavne aktivnosti projekta za razvoj in optimizacijo mobilne proizvodne platforme Zymomonas so: heterologno izražanje AMP, ocena sinergij AMP z naravno antimikrobno aktivnostjo mobilnega seva Z., optimizacija metodologije za sočasno ekstrakcijo levana in AMP ter ocena varnosti in učinkovitosti in vitro. Predvidena je tehnološka razširitev razvite platforme. Načrtovani rezultati projekta: Posledično bo opredeljen najučinkovitejši proizvajalec (sev) in razvit validiran eksperimentalni protokol. Razvit je bil eksperimentalni protokol, ki opisuje metodologijo pridobivanja in padavin AMP in Levane, zagotovljeno pa je bilo tudi obveščanje javnosti o rezultatih projekta. Pričakovani gospodarski učinek: Načrtovani rezultati projekta prispevajo k razvoju biomedicinskih, medicinskih in farmacevtskih tehnologij z razvojem inovativne biotehnološke platforme za proizvodnjo protimikrobnih peptidov (AMP) in zdravila Levane z uporabo pri zdravljenju okužb kože in mehkih tkiv. Projekt prispeva tudi k razvoju biogospodarstva, ki temelji na znanju, z optimizacijo biotehnoloških proizvodnih metod AMP in Levane. Področja pametne specializacije: biomedicina, medicinske tehnologije in biotehnologije, biogospodarstvo z intenzivno uporabo znanja Raziskovalna področja (Frascati): 1.6. biološke znanosti; 2.9. Koda NACE za industrijsko biotehnologijo: 21.10 – Proizvodnja osnovnih farmacevtskih izdelkov Raziskovalna kategorija: Industrijska študija (člen 32.2 uredbe kabineta SAM) Vrsta projekta: Vodja negospodarskega projekta: Dr. Reinis Rutkis Proračun: 656 455,14 EUR Trajanje: 36 mesecev (september 2025–avgust 2028) Nosilec projekta in partnerji: LU; SIA Alternative Plants and Max Planck Institute (Nemčija) Ključne besede: protimi
