Produkty opracowywane przez lubelskich naukowców mają powstawać z krajowych roślin, grzybów oraz odpadów rolno-spożywczych i być wytwarzane metodami standaryzowanymi, bezpiecznymi i kontrolowanymi na każdym etapie. 

–  Do wytworzenia ekstraktów wykorzystywana jest m.in. ekstrakcja nadkrytyczna dwutlenkiem węgla, która gwarantuje wysokie odzyski metabolitów o różnej polarności, spełniając przy tym zasady „zielonej chemii” – wolnej od szkodliwych rozpuszczalników. Związki izolowane są przy pomocy wysokosprawnych technik przeciwprądowych, co pozwala w krótkim czasie uzyskać produkty o wysokiej czystości – wyjaśnia kierownik przedsięwzięcia prof. dr hab. n. med. i n. o zdr. Krystyna-Skalicka -Woźniak.

Przedsięwzięcie zakłada stworzenie konkretnych rozwiązań: innowacyjnych opatrunków na rany oraz żywności funkcjonalnej (np. przekąsek), których skuteczność i bezpieczeństwo są potwierdzane w rygorystycznych badaniach przedklinicznych.

– Opatrunki będą wspomagać leczenie stanów zapalnych skóry czy przewlekłych ran, np. w stopie cukrzycowej. Z kolei żywność funkcjonalna – np. ekstrudowane przekąski wzbogacone ekstraktami roślinnymi i polisacharydami grzybowymi – jest dedykowana osobom z zespołem metabolicznym, cukrzycą, nadwagą, wykazuje też działanie prewencyjne dla pacjentów z ryzykiem rozwoju chorób nowotworowych i neurodegeneracyjnych, zwłaszcza osób cierpiących na nieswoiste zapalenie jelit lub polipy – dodaje profesor Krystyna Skalicka-Woźniak.

Dlaczego substancje naturalne zyskują popularność?

Starzenie się populacji, stres i współczesny styl życia sprzyjają gwałtownemu rozwojowi chorób cywilizacyjnych, co rodzi pilną potrzebę poszukiwania nowych strategii terapeutycznych. Dodatkowo rośnie świadomość społeczna dotycząca wpływu diety na zdrowie, a naturalne produkty są postrzegane jako bezpieczna i najprostsza forma prewencji. Rośliny i grzyby są niezwykle bogatym, a wciąż niewystarczająco wykorzystanym źródłem substancji aktywnych. Dodatkowo rozwój badań naukowych potwierdza skuteczność wielu naturalnych składników, co zwiększa ich wiarygodność. Nie bez znaczenia jest też trend powrotu do natury oraz chęć większej kontroli nad tym, co przyjmujemy i jak dbamy o zdrowie.

Choć źródłem surowców pozostaje natura, procesy ich przetwarzania wykorzystują nowoczesną technologię. Od ekstrakcji w stanie nadkrytycznym, poprzez chromatografię przeciwprądową, po nowoczesne technologie wykorzystane do otrzymania biomateriałów wzbogaconych o związki naturalne do wytwarzania opatrunków na rany czy nowatorskie techniki ekstruzji przy produkcji żywności – każdy etap jest zoptymalizowany pod kątem bezpieczeństwa, skuteczności i efektywności biologicznej. Dzięki temu możliwe jest tworzenie produktów, które nie tylko wspierają zdrowie, ale także minimalizują odpady produkcyjne, wykorzystując je jako źródło cennych związków bioaktywnych.

– W kontekście naszego przedsięwzięcia skupiliśmy się na grupach substancji naturalnych takich jak polifenole, które mają silne działanie antyoksydacyjne i przeciwzapalne, a także polisacharydy grzybowe, pełniące rolę modyfikatorów odpowiedzi biologicznej i prebiotyków stymulujących odporności – informuje kierownik przedsięwzięcia, profesor Skalicka-Woźniak – dużą uwagę poświęcamy też odpadom rolno-spożywczych, będących tanim źródłem związków aktywnych – dodaje.

Na jakie choroby cywilizacyjne kierowane jest przedsięwzięcie?

Innowacyjne produkty opracowane przez badaczy z UMLUB mają łączyć w sobie siłę natury z precyzją nauki i technologii, oferując realne wsparcie w prewencji i leczeniu chorób cywilizacyjnych. Przedsięwzięcie koncentruje się na schorzeniach dotykających znaczną część polskiego społeczeństwa: 

• Chorobach metabolicznych i cukrzycy, w tym powikłaniach takich jak stopa cukrzycowa,
• Chorobach neurodegeneracyjnych,
• Nowotworach, ze szczególnym uwzględnieniem raka jelita grubego,
• Przewlekłych stanach zapalnych skóry, np. atopowym zapaleniu skóry, oraz trudno gojących się ranach.

W ramach realizacji przedsięwzięcia zaplanowano szereg specjalistycznych badań, obejmujących analizy chemiczne (LC-MS, NMR) potwierdzające tożsamość i czystość substancji. Przewidziano również testy in vitro na liniach komórkowych, mające na celu ocenę cytotoksyczności oraz działania przeciwzapalnego i antyoksydacyjnego. Dodatkowo przeprowadzone są testy przeciwdrobnoustrojowe i hemostatyczne dla opatrunków. Istotnym elementem przedsięwzięcia będą także badania in vivo na modelu Danio rerio (zebrafish), służące ocenie toksyczności, neurotoksyczności oraz zdolności do regeneracji tkanek.

 – Wyzwanie polega przede wszystkim na tym, że ekstrakty naturalne stanowią złożone mieszaniny wielu związków, które mogą działać synergistycznie. W przeciwieństwie do pojedynczej substancji syntetycznej konieczne jest zapewnienie powtarzalności składu, czyli standaryzacji naturalnej matrycy. Wymaga to zastosowania niezwykle precyzyjnych narzędzi analitycznych, dzięki którym każda partia produktu charakteryzuje się taką samą, udokumentowaną aktywnością – informuje prof. Krystyna Skalicka-Woźniak.

Przedsięwzięcie zakończyć się ma opracowaniem prototypów nowoczesnych medykamentów.

– Grupą docelową zainteresowaną wynikami Przedsięwzięcia są pacjenci z przedziału wiekowego 65+, osoby chore na choroby autoimmunologiczne, osoby o osłabionej odporności, chorzy na cukrzycę, z zaburzeniami mechanizmu gojenia ran, cierpiący na owrzodzenia i odleżyny, ale także ludzie młodzi, u których wyraźnie obserwuje się rosnące zainteresowanie zdrowym stylem życia i zdrowym odżywianiem. Wierzymy, że nasze rozwiązania zainteresują inwestorów i potencjalnych odbiorców, przybliżając naukowe odkrycia do realnego zastosowania w medycynie i w codziennym życiu – podkreśla prof. Krystyna Skalicka-Woźniak.

Przedsięwzięcie realizuje interdyscyplinarna grupa ekspertów Uniwersytetu Medycznego w Lublinie:

• Prof. Krystyna Skalicka-Woźniak – kierownik merytoryczny przedsięwzięcia, koordynuje współpracę członków zespołu badawczego, sprawuje opiekę merytoryczną nad sprawną i terminową realizacją zadań badawczych, kieruje realizacją i bierze udział w realizacji wszystkich zadań. Wraz z Prof. Elwirą Sieniawską i Prof. Wirginią Kukułą-Koch oraz zespołem wykonawców prowadzą zaawansowane analizy fitochemiczne i izolacje i zajmują się wszystkim tym co stanowi proces od pozyskania materiału do otrzymania formulacji gotowej do przekazania na badania biologiczne lub dalsze procesy technologiczne,
• Prof. Renata Nowak – zajmuje się analizą grzybów oraz otrzymaniem frakcji polisacharydowych i opracowaniem formulacji,
• Prof. Anna Oniszczuk wraz z zespołem odpowiada za projektowanie i ocenę aktywności biologicznej żywności funkcjonalnej,
• Prof. Anna Belcarz wraz zespołem – opracowuje innowacyjne biomateriały do stworzenia opatrunków wzbogacanych o produkty naturalne,
• Dr hab. Artur Wnorowski wraz z zespołem – odpowiadają za testy aktywności biologicznej, mikrobiologicznej,
• Prof. Barbara Budzyńska wraz z zespołem prowadzi badania in vivo na modelu zebrafish.

 Przedsięwzięcie realizowane jest w ramach Krajowego Planu Odbudowy i Zwiększania Odporności (KPO), Komponent D Efektywność, dostępność i jakość systemu ochrony zdrowia, będącego elementem Inwestycji D3.1.1 Kompleksowy rozwój badań w zakresie nauk medycznych i nauk o zdrowiu. Instytucją wspierającą jest Agencja Badań Medycznych (ABM). Finansowanie obejmuje realizację prac badawczo-rozwojowych oraz zakup nowoczesnej aparatury, m.in. systemu LCMS QTOF, ekstraktora nadkrytycznego oraz ekstrudera planetarnego, które są niezbędne do stworzenia tych innowacyjnych produktów. Dofinansowanie przedsięwzięcia z UE: 11 901 887,50 PLN