Raziskovalne naloge, ki kandidirajo za podelitev Prešernovih nagrad za leto 2020

Teme raziskovalnih nalog, ki bodo kandidirale za podelitev Prešernovih nagrad za leto 2020:

1. Varnost in učinkovitost metronomske kemoterapije (MC) za zdravljenje različnih vrst rakastih obolenj psov

Mentorica: prof. dr. Nataša Tozon, somentorica: doc. dr. Tanja Švara
 
Raziskovalna naloga predvideva klinično študijo z uporabo vse bolj aktualne metode zdravljenja z metronomsko terapijo.

Do sedaj je bilo objavljenih 20 kliničnih študij o uporabi MC. V 5 primerih gre za opis kliničnih primerov, v 15 študijah pa je bilo vključeno večje število psov (Gaspar TB s sod., 2018). V študiji, v katero je bilo vključenih 30 psov z mehkotkivnimi sarkomi, zdravljenih z  metronomsko kemoterapijo (ciklofosfamid 10 mg/m2/ na dan in piroxicamom 0.3 mg/kg/na dan), je bila povprečna doba preživetja kar 410 dni, pri 55 kirurško zdravljenih psih pa le 211 dni. Pri 40% psov so se pojavili blagi gastrointestinalni znaki, le pri enem psu pa se je razvil cistitis (Penel N s sod., 2012).

Hipotezi:

1. MC s ciklofosfamidom samostojno, kot tudi v kombinaciji s piroksikamom / meloksikamom ali prednisolonom/metilprednisolonom pri zdravljenih psih ne povzroča klinično pomembnih neželenih stranskih učinkov.
2. Z MC s ciklofosfamidom v odmerku 12.5 mg/m2/24 ur najmanj 6 mesecev dosežemo objektivni odgovor na zdravljenje in statistično značilno podaljšamo dobo preživetja pri različnih vrstah rakastih obolenj pri psih.

Namen naloge je preveriti varnost terapije za zdravljenje paciente in učinkovitost, glede na različne vrste tumorjev pri psih.

Metronomska kemoterapija je v zadnjih letih vse pogosteje uporabljena metoda zdravljenja, predvsem mehkotkivnih sarkomov. Za validacijo protokolov MC in njeno varno uporabo so zato potrebne nadaljnje raziskave, ki imajo tudi velik translacijski potencial za humano medicino.

V klinično študijo bomo vključili pse z različnimi, histološko potrjenimi tumorji in pri katerih bo v soglasju z lastnikom MC metoda izbora.

Pred začetkom zdravljenja bomo opravili celovit klinični pregled z določanjem kliničnega stadija bolezni in opravili analizo izbranih laboratorijskih parametrov (celotna hematološka analiza, koagulacijskih profil in izbrani biokemični parametri v krvnem serumu):

Paciente bomo nato spremljali mesečno, pri čemer bomo ocenjevali lokalni in sistemski odziv na zdravljenje na osnovi preverjanja kliničnega stadija bolezni in sprememb izbranih laboratorijskih parametrov.

Neželene stranske učinke bomo spremljali po veljavnih kriterijih Veterinary Co-operative Oncology Group (VCOG) (Vet Comp Oncol 2:194-213, 2004).

2. Vpliv nekaterih patogenov na hemolimfo pri čebelah

Mentorica: prof. dr. Vlasta Jenčič, somentorica: asist. dr. Metka Pislak Ocepek
 
Pri čebelah (Apis mellifera) so celični elementi hemolimfe in koristna črevesna mikrobiota aktivno vključeni v obrambo  pred okužbami z različnimi patogeni. Tujerodni povzročitelji bolezni evropske čebele, spremembe čebeljih paš in obremenjenost okolja z različnimi ksenobiotiki pa  lahko te mehanizme v različni meri  prizadenejo. V raziskovalni nalogi bomo spremljali zdravstveno stanje in razvoj desetih čebeljih družin v dveh panjskih sistemih in v rednih časovnih intervalih vzorčili čebele za odvzem hemolimfe in druge laboratorijske preiskave. Ugotavljali bomo, kakšen vpliv imajo napadenost z varojami (Varroa destructor) ter okužba s sporami noseme (Nosema spp,) in virusi na celično sestavo hemolimfe. Glede na rezultate omenjenih preiskav bomo pri nekaterih vzorcih analizirali tudi sestav črevesne mikroflore. V svetovni znanstveni literaturi je zelo malo podatkov o sestavu celičnih struktur hemolimfe pri žuželkah in skoraj nič pri čebelah. To bo prva raziskava, v kateri bomo odprli malo poznano področje sestave čebelje hemolimfe v povezavi z različnimi okužbami čebel. Rezultati bodo tako prinesli povsem novo znanje in bodo pomenili izhodišče za nadaljnje raziskave na tem področju. V nalogi bodo uorabljene metode: klinične preiskave čebelje družine, sekcija čebel, odvzem hemolimfe, izdelava citoloških preparatov, mikroskopiranje in ugotavljanje celičnih elementov, molekularne diagnostične metode za ugotavljanje povzročiteljev bolezni, metode sekvenciranja nove generacije in statistična obdelava rezultatov.

3. Spolne razlike v možganih z vidika uravnavanja stresne osi  

Mentorica: doc. dr. Neža Grgurevič  
 
Stres je trenutno eden od najbolj proučevanih dejavnikov na področju nevroznanosti. Spolne razlike v odzivu na stres so sicer že nekaj časa znane, vendar je zelo malo znanega o vzrokih njihovega nastanka in o vplivu genetskih dejavnikov na stresni odziv. V raziskovalni nalogi bomo z metodo imunohistokemije ali PCR v realnem času pogledali ali obstajajo spolne razlike v izražanju nekaterih pomembnih beljakovin v možganih, ki sodelujejo pri uravnavanju stresa in tesnobe. Osredotočili se bomo predvsem na glukokortikoidni, mineralokortikoidni receptor, kortikotropin sproščajoči hormon in nekatere encime, ki sodelujejo pri sintezi kateholaminov. Kot model, bomo uporabili možgane miši, brez gena za Steroidogeni dejavnik 1 (SF-1KO), ki se skotijo brez spolnih in nadledvičnih žlez. SF-1KO miši se tako ločijo po spolu le po prisotnosti spolnih kromosomov XX in XY. Z namenom proučevanja stresnega odziva smo SF-1KO mišim presadili nadledvično žlezo istega ali nasprotnega spola in jih testirali v različnih testih obnašanja. Primerjali smo jih z mišmi divjega tipa. Predhodni rezultati so pokazali zanimiv vpliv genetskega spola in vpliv spola nadledvične žleze na obnašanje in koncentracijo kortikosterona v krvi, zato ima raziskovalna naloga, kjer bi se osredotočili še na možgane, zelo dobro izhodišče za nadaljevanje dela.

4. Primerjava različnih metod merjenja krvnega tlaka pri mačkah

Mentorica: izr. prof. dr. Aleksandra Domanjko Petrič, somentorica: asist. dr. Martina Krofič Žel
 
Merjenje krvnega tlaka je zelo pomembno pri spremljanju številnih bolezni mačk, pri katerih se pojavlja hipertenzija. Ker predstavlja veterinarska ambulanta za mačke stresno okolje, so izmerjene vrednosti krvnega tlaka pogosto lažno povišane. Iz tega razloga je sama izvedba merjenja krvnega tlaka in pridobivanje realnih vrednosti krvnega tlaka najzahtevnejši del diagnostike hipertenzije. Lažno povečanje krvnega tlaka lahko rezultira v leta trajajočem neustreznem zdravljenju »hipertenzije«, ki lahko posledično tudi dejansko poškoduje zlasti ledvice. Pri mačkah zaenkrat ni povsem standardne metode meritve tlaka, oscilometrični aparati, ki so na voljo, pa niso povsem zanesljivi.

Namen raziskave je primerjati rezultate različnih metod merjenja krvnega tlaka (Doppler z uporabo in brez uporabe slušalk ter oscilometrični Petmap aparat) in ugotoviti, ali neuporaba slušalk rezultira v višjih tlakih oziroma, koliko se uporaba Dopplerske metode razlikuje od omenjene oscilometrične metode. S pomočjo rezultatov te naloge bi ugotovili, ali je uporaba slušalk pri merjenju z Dopplerskim aparatom smotrna oz. za koliko se tlak, merjen z oscilometričnim aparatom »Petmap« razlikuje od tistega, merjenega z Dopplersko metodo. Z njihovo pomočjo bomo oblikovali protokol merjenja tlaka, ki poda najbolj natančne rezultate in je za mačke čim manj stresen.

V raziskavo bomo vključili 80 odraslih mačk vseh pasem in obeh spolov. Pri merjenju tlaka mačke ne bodo sedirane ali anestezirane. Mačke bodo klinični pacienti, za katere bodo lastniki soglašali, da sodelujejo v raziskavi. Pri vsaki mački bomo tlak izmerili na tri načine: z Dopplerjevim merilcem tlaka s pomočjo slušalk, brez slušalk in oscilometričnim merilcem tlaka petMAP, in sicer v različnem vrstnem redu.  

5. Parametri hemostaze pri psih z brahicefaličnim sindromom pred in po kirurškem zdravljenju

Mentorica: doc. dr. Vladimira Erjavec, smentorica: izr. prof. dr. Alenka Nemec Svete
 
Brahicefalične pasme psov (mops, francoski in angleški buldog, bostonski terier, pekinezer, shih-tzu ipd..) postajajo v zadnjih letih vedno bolj priljubljene. Selektivno parjenje, da bi dosegli značilni videz s skrajšanim obraznim delom glave, povzroča težave zaradi zožitve zgornjega dela dihalnih poti. Značilni klinični znaki brahicefaličnega sindroma so glasno in oteženo dihanje, prebavne težave, težave s spanjem, smrčanje, nemožnost fizičnih naporov in cianoza ter kolaps. Zgodnje prepoznavanje sindroma je izredno pomembno, da se skrbniki živali lahko pravočasno odločijo za operativno zdravljenje. Pri psih z brahicefaličnim sindromom, pa tudi pri zdravih psih brahicefaličnih pasem, težave z dihanjem vodijo v pomanjkanje kisika, kar povzroča številne sistemske učinke, tudi hiperkoagulabilnost.

Namen študije je oceniti zdravstveno stanje psov v različnih stopnjah brahicefaličnega sindroma ter ugotoviti ali slaba prehodnost zgornjih delov dihalnih poti pri teh pacientih povzroči motnje hemostaze, ki se kažejo v povečanem številu trombocitov, skrajšanem protrombinskem (PT) in aktiviranem parcialnem tromboplastinskem (APTT) času ter povečani koncentraciji D-dimerov, razgradnih produktov premreženega fibrina. Nadalje želimo ugotoviti vpliv kirurškega zdravljenja na omenjene parametre hemostaze. Glede na to, da tovrstnih podatkov v obstoječi literaturi ni, predstavlja predlagana raziskava izviren prispevek k znanosti.

V raziskavo bomo s privoljenjem skrbnikov živali vključili pse različnih pasem in različnih starosti z izraženim brahicefaličnim sindromom in pse, ki so nagnjeni k nastanku brahicefaličnega sindroma ter zdrave dolihocefalične pse. Slednji bodo predstavljali kontrolno skupino. Za potrebe raziskave bomo pred in 1 mesec po kirurškem zdravljenju odvzeli vzorce krvi za določitev hematoloških in biokemijskih preiskav, plinske analize krvi in parametrov hemostaze. Na ta način bomo ocenili zdravstveno stanje psov z izraženim brahicefaličnim sindromom pred in po kirurškem zdravljenju ter pridobili pomembne informacije o morebitnih motnjah v hemostazi pri teh psih in vplivu kirurškega zdravljenja na izbrane parametre hemostaze, na zdravstveno stanje ter kakovost življenja brahicefaličnih psov.  

6. Ocena sedativnega delovanja kanabidiola med uvajanjem v splošno anestezijo ter njegovega anksiolitičnega učinka pri podganah

Mentor: izr. prof. dr. Tomaž Snoj, somentor: doc. dr. Matjaž Uršič
 
Kanabidiol je učinkovina iz skupine fitokanabinoidov, ki se sicer nahajajo v nekaterih rastlinah iz rodu Cannabis. V humani medicini se kanabidiol uporablja za zdravljenje bolečine in epilepsije. Predvsem v laični javnosti se kanabinoidom pripisujejo številni zdravilni učinki, ki temeljijo na različnih opažanjih posameznikov, pri načrtovanih raziskavah pa velikokrat niso bili potrjeni. Zaradi interesa javnosti so relevantni podatki o delovanju kanabinoidov pomembni ne samo za stroko, ampak za celotno družbo.

Namen naše raziskave je:

• ugotoviti možnost uporabe kanabidiola kot sedativa, s katerim bi skrajšali čas indukcije v splošno anestezijo,
• ovrednotiti anksiolitično delovanje kanabidiola pri živalih, ki so bile izpostavljene stresu.

Pri ugotavljanju sedativnega učinka kanabidiola bomo eno uro pred izvedbo splošne anestezije živalim iz štirih skupin peroralno aplicirali različne odmerke kanabidiola, kontrolne živali iz pete skupine pa kanabidiola ne bodo prejele. Splošno anestezijo bomo izvedli z izofluranom. Med poskusom bomo za vsako žival določili čas indukcije v splošno anestezijo in čas prebujanja.

Pri preučevanju anksiolitičnega delovanja kanabidiola bomo živalim štirih skupin aplicirali različne odmerke kanabidiola, peta skupina bo služila kot kontrola. Uro po aplikaciji bomo vsaki posamezni živali po standardnem postopku za povzročitev stresa pri glodavcih za eno uro popolnoma omejili gibanje. Za tem bomo najprej posneli vedenje živali na odprtem polju in posnetek kasneje analizirali. Ob koncu vedenjskega testa bomo živalim odvzeli kri za določitev koncentracije ACTH, kortikosterona, glukoze in laktata.

S predkliničnim preizkušanjem na laboratorijskih podganah bomo pridobili osnovne informacije o indikacijah za uporabo kanabidiola.

7. Učinkovitost paromomicina za zdravljenje bakterijskih enteritisov in zmanjševanje kriptosporidioze pri sesnih teletih

Mentor: izr. prof. dr. Jože Starič, somentorica: izr. prof. dr. Irena Zdovc
 
Enteritisi zaradi okužbe z Escherichio coli in invazijo s protozojem Cryptosporidium parvum so najpogostejše obolenje pri sesnih teletih. Klinično se kažejo z drisko, ki privede do dehidracije, acidoze, elektrolitskega neravnotežja, vročino in lahko poginom. Paromomicin je aminoglikozidni antibiotik za per os uporabo, ki se praktično ne resorbira sistemsko in je registriran za zdravljenje enteritisov povzročenih z E. coli pri sesnih teletih. V Združenem kraljestvu je registriran tudi za zdravljenje kriptosporidioze telet.

V raziskavi bomo zdravili skupino telet z enteritisom zaradi okužbe z E. coli s paromomicinom po navodilih proizvajalca in spremljali učinkovitost zdravljenja. Razen tega bomo povzročitelja enteritisa izolirali pred začetkom zdravljenja in testirali občutljivost izolatov na paromomicin. Ker so sočasne okužbe z bakterijami in kriptosporidiji pogoste bomo preverili tudi učinkovitost paromomicina na izločanje oocist kriptosporidijev, in sicer s štetjem oocist pred in dan po zaključenem zdravljenju. V raziskavi bomo prvič testirali učinkovitost antibiotika paromomicina proti izolatom bakterij E. coli pri enteritisih telet v Sloveniji. Vzporedno bomo tudi prvič v Sloveniji preverili učinkovitost paromomicina proti kriptosporidiozi, za kar je tudi v svetu izredno malo objav.

V nalogi se bodo prepletali klinično delo, vzorčenje in laboratorijsko delo.

8. Učinek bučnih semen in klinčkov (syzygium aromaticum) na izločanje jajčec notranjih zajedavcev pri drobnici

Mentorica: doc. dr. Jožica Ježek, somentorica: doc. dr. Aleksandra Vergles Rataj
 
V zadnjih letih poročajo o pojavu rezistence na antiparazitike v različnih delih sveta in v Evropi (Waller, 1997, Sargison in sod., 2001), ki je predvsem posledica prepogoste in neustrezne uporabe antiparazitikov. Zaradi omejitev pri uporabi teh zdravil in pojava rezistence, se povečuje zanimanje in potreba po iskanju drugih načinov zatiranja zajedavcev. Eno od možnosti predstavljajo rastline, ki niso samo vir hranljivih snovi ampak vsebujejo tudi bioaktivne snovi s potencialnim antiparazitnim delovanjem. Semena kumar in buč naj bi pospešila izločanje trakulj iz prebavil (Guarrera, 1999). Ekstrakt bučnih semen je in vitro zmanjšal možnost preživetja ličink nematodov ter vplival na zmanjšano izločanje jajčec nematodov pri živalih,  zato bi bil po mnenju avtorjev uporaben za nadzor zajedavcev (Grzybek in sod., 2016).

Klinčkom (Syzygium aromaticum) pripisujejo različne zdravilne učinke (antioksidantni, protimikrobni, larvicidni). Najpomembnejša aktivna učinkovina je eugenol, vsebujejo tudi nekatere druge snovi (Cortes-Rojas in sod., 2014). Ekstrakt Syzygium aromaticum  (0,5 mg/ml) je inhibiral aktivnost sukcinat dehidrogenaze (SDH) pri odraslih osebkih nematodov Haemochus contortus in vitro, kar zmanjša produkcijo ATP parazita in povzroči njegov pogin (Veerakumari in sod., 2017). V drugi raziskavi je ekstrakt Syzygium aromaticum  deloval ovicidno na H. contortus ter povzročil pogin odraslih osebkov (Charitha in sod., 2017). Pri in vitro poskusu je ekstrakt Syzygium aromaticum povzročil pogin sesačev Fasciola gigantica. Po mnenju avtorjev so mleti klinčki učinkoviti kot antihelmintiki (Kumar in Singh, 2014).

V raziskavi bi radi preverili učinek bučnih semen in klinčkov na izločanje jajčec notranjih zajedavcev pri drobnici.

Zatiranje parazitoz je ključnega pomena za uspešnost prireje drobnice. Različne načine in strategije zatiranja parazitov preučujejo v številnih študijah. Poleg prehranske vloge so rastline tudi vir bioaktivnih snovi s potencialnim antiparazitnim delovanjem. Znanstveni dokazi o antiparazitni učinkovitosti rastlinskih proizvodov so pri drobnici omejeni, zato se povečuje zanimanje za raziskave na tem področju.

V raziskavo bomo vključili ovce ali koze naravno invadirane z notranjimi zajedavci. Pred pričetkom raziskave bomo s parazitološko preiskavo pregledali vzorce iztrebkov vseh živali in določili stopnjo invadiranosti z notranjimi zajedavci. Ocenili bomo barvo sluznic in kondicijo živali. Živali bomo naključno razdelili v tri skupine (po 10 živali). Ena skupina bo dobivala bučna semena, druga skupina mlete klinčke in tretja skupina bo služila za kontrolo. Sedem do 10 dni po končanem tretmaju bomo ponovno izvedli parazitološko preiskavo iztrebkov vseh živali in ovrednotili učinkovitost zdravljenja tako, da bomo izračunali % zmanjšanja števila jajčec/gram iztrebka v primerjavi z vrednostmi pred zdravljenjem ter ocenili zdravstveno stanje živali.

9. Ubikvitarni povzročitelji vnetja mlečne žleze pri molznicah

Mentor: prof. dr. Andrej Pengov
 
V etiologiji tovrstnih vimenskih vnetij sta pomembni predvsem vrsti S. dysgalactiae in S. uberis. Manj pogoste so okužbe s streptokoki, ki jih uvrščamo v serološke skupine L in G, s streptokoki skupine C in vrstami (faecium, faecalis), ki jih uvrščamo v rod Enterococcus. Dokazana je vzročna povezava med okužbo z omenjenimi povzročitelji in poškodbami na seskih, pomanjkljivostim ob molži ter slabo higieno v hlevu. S. uberis pogosto izoliramo s kože, ustne votline in tonzil pri kravah v okuženih čredah. Posamezne živali lahko v velikem številu izločajo S. uberis z blatom. V hlevih, kjer je ta vrsta mastitisa pogosta, lahko običajno dokažemo visoko koncentracijo streptokokov in enterokokov v nastilju.  

Naš namen je, da s pomočjo spodaj opisanih metod, ugotovimo razmerje med posameznimi povzročitelji mastitisa in določimo vzroke, ki vplivajo na pogostost okužb mlečne žleze z ubikvitarnimi vrstami. Mastitisi, ki jih povzročajo ubikvitarne vrste iz roda Streptococcus, so pogosti predvsem v čredah, kjer so v zadnjih letih izkoreninili ali vsaj občutno zmanjšali okužbe z vrstama Staphylococcus aureus in Streptococcus agalactiae.  

Uporabljene bodo naslednje metode: pregled hleva (način reje, molža, higiena…), odvzem vzorcev (mleko, bris kože, nastilj), bakteriološka preiskava mleka, vključno s štetjem celic in antibiogramom in analiza rezultatov.

10. Primerjava različnih metod izolacije nukleinske kisline bakterije C. difficile iz mesa in mesnih izdelkov

Mentorica: doc. dr. Urška Jamnikar Ciglenečki
 
Clostridium difficile (C. difficile) je gram-pozitivna, sporogena, anaerobna bakterija, ki lahko povzroča različna obolenja pri ljudeh in živalih. Okužba lahko poteka brez kliničnih znakov, lahko pa se izraža kot driska, kolitis, v hujših primerih lahko celo vodi v perforacijo črevesja, sepso in smrt. Objavljene so številne študije, v katerih primerjajo seve, ki so bili izolirani pri ljudeh, živalih in iz živil, ter izpostavljajo možnost prenosa teh bakterij iz živali na ljudi preko živil. Bakterije C. difficile so bile izolirane iz različnih vrst živil, večinoma iz živil živalskega izvora. V kompleksnih vzorcih, kot so meso in mesni izdelki, je bakterija C. difficile pogosto prisotna v obliki spor, ki so vzrok za slabšo učinkovitost izolacije nukleinske kisline (DNA). Da bi določili optimalni postopek izolacije DNA, bomo z uporabo treh komercialnih kompletov, po treh različnih postopkih, izolirali DNA iz vzorcev mesa in mesnih izdelkov, katere bomo inokulirali z različnimi sevi C. difficile in z znanim številom bakterij. Za dokazovanje DNA bomo izvedli metodo PCR v realnem času in rezultate različnih postopkov primerjali med seboj ter izbrali najbolj primeren postopek.

Podatki dobljeni v naši raziskavi bodo pomembno vplivali na načrtovanje nadaljnjih raziskav, ki jih bomo uporabljali v našem laboratoriju, hkrati pa jih bomo objavili v znanstveni reviji, da bodo na voljo tudi drugim raziskovalcem po svetu.