INSTITUT ZA MEDICINSKA ISTRAŽIVANJA I MEDICINU RADA Strateški program znanstvenih istraživanja Ksaverska cesta 2, P.P. 291 10001 Zagreb telefon: 01 4682 500 telefaks: 01 4673 303 http://www.imi.hr/ 2013. 1. Uvod Institut za medicinska istraživanja i medicinu rada osnovala je 27. prosinca 1947. Jugoslavenska akademija znanosti i umjetnosti (JAZU, danas HAZU) na inicijativu predsjednika Akademije dr. sc. Andrije Štampara. Institut je s organiziranim radom započeo na početku 1949. pod imenom Institut za higijenu rada. Od 1993. Institut je samostalna javna znanstvenoistraživačka ustanova, danas u cijelosti smješten na lokaciji Ksaverska cesta 2 u Zagrebu. Posebnost je Instituta multidisciplinaran znanstveni pristup u istraživanjima izloženosti i procjeni opasnosti djelovanja različitih štetnih kemijskih, fizikalnih i bioloških čimbenika okoliša i načina života na ljudsko zdravlje, ali i učinak antropogenih aktivnosti na kvalitetu okoliša s osvrtom na distribuciju, raspodjelu i interakcije prirodnih i antropogenih noksi u okolišu. Institut ima vodeću ulogu u Hrvatskoj u istraživanjima na području opće i molekulske toksikologije te alergotoksikologije, zaštite od kemijskog oružja i radiološke zaštite, radiokontaminacije okoliša, kakvoće zraka, raspodjele metala i specifičnih anorganskih i organskih onečišćenja u okolišu i izloženosti ljudi tim onečišćenjima. Osim in vivo i in vitro istraživanja, primjenom teorijske kemije razvijaju se modeli kompleksa prijelaznih metala i bioliganada te procjenjuju njihove konstante stabilnosti sa svrhom mogućeg sintetiziranja novih učinkovitijih supstancija. Također se provode istraživanja u području psihologije rada i neuroznanosti s posebnim naglaskom na proučavanje različitih aspekata demencija na molekularnoj razini. U provedbi istraživanja Institut prepoznaje važnost osiguranja najviših standarda kvalitete u znanosti. Trajno se ulaže u obrazovanje i osposobljavanje mladih naraštaja istraživača, cjeloživotno usavršavanje znanstvenika, održavanje i osuvremenjivanje opreme, periodičnu međunarodnu interkomparaciju metoda i njihovu akreditaciju te u održavanje cjelokupne infrastrukture Instituta. Kadrovsku strukturu Instituta čini 156 zaposlenika: njih 75 % zaposleno je na realizaciji znanstvenoistraživačke djelatnosti (u omjeru 73 % znanstvenoistraživačko prema 27 % tehničko osoblje), 6 % na realizaciji razvojno-stručne djelatnosti, a 19 % u popratnim službama (računovodstvo i financije, pravni, kadrovski i opći poslovi, informatička služba, dokumentacijski centar). U petogodišnjem razdoblju 2008. – 2012. znanstvenoistraživačka djelatnost odvijala se u okviru provedbe 23 domaća i 18 međunarodnih kompetitivnih projekata. U ukupnom proračunu istraživačke djelatnosti u tom razdoblju financijski doprinos domaćih projekata iznosio je 82 %, a međunarodnih 18 %. Od sredstava ostvarenih međunarodnom suradnjom, njih 79 % doznačeno je po projektima s Europskom komisijom u sklopu Okvirnih programa za istraživanje i tehnološki razvoj Europske unije (Framework Programmes) FP6 i FP7. 1 Prosječna znanstvena produktivnost u navedenom razdoblju iznosila je sedam radova po znanstveniku, od čega je 86 % radova bilo objavljeno u časopisima koji su indeksirani u Web of Science (WoS). Radovi objavljeni u tom razdoblju citirani su u WoS-u 1500 puta, što je u prosjeku 27 citata po znanstveniku. U navedenom razdoblju objavljene su tri knjige s domaćom recenzijom, 19 poglavlja u knjigama s međunarodnom recenzijom, 59 radova u međunarodno recenziranim zbornicima radova znanstvenih i stručnih skupova te su realizirana 22 uredništva monografija i zbornika radova. 2. Misija Institut za medicinska istraživanja i medicinu rada specifičnim multidisciplinarnim pristupom u praćenju opterećenosti radnog i životnog okoliša kemijskim, fizikalnim i biološkim agensima te procjenama opasnosti i njihovih učinaka na biološke sustave od razine makromolekule do cijelog organizma znatno pridonosi prevenciji izloženosti ljudi i smanjenju rizika od štetnih zdravstvenih učinaka koji iz tog proizlaze. Misija se ostvaruje znanstvenom i stručnom djelatnosti nadzora i kategorizacije radnog i životnog okoliša (mjerenja onečišćenja zraka, tla, vode, namirnica) te djelatnosti medicine rada. Obavljanjem svoje djelatnosti Institut pruža potporu i tijelima Državne uprave u donošenju zakonskih propisa iz područja zaštite okoliša i zaštite zdravlja te sigurnosti na radu stanovništva općenito, kao i iz područja zaštite od zračenja i drugih štetnih čimbenika u ljudskom okolišu. Svojom stručnom djelatnosti Institut sudjeluje u mjerenju i evaluaciji mjera propisanih nacionalnim zakonodavstvom i međunarodnim konvencijama, poglavito sa stanovišta održivoga gospodarskog razvoja. Polazeći od toga, Institut nastoji svojim visokostručnim radom osigurati i razvijati izvrsnost u znanstvenim istraživanjima iz područja svojih djelatnosti, pružiti kvalitetnu i pouzdanu uslugu monitoringa okoliša i biomonitoringa ljudi. Uz to, svojom uključenosti u realizaciju doktorskih studija na sveučilištima Institut pridonosi i obrazovanju novih znanstvenih kadrova. Svojom misijom Institut smatra i inzistiranje na cjeloživotnom stručnom obrazovanju vlastitih kadrova kroz različite oblike doškolovanja i dodatnog osposobljavanja. Sve navedeno važno je s gledišta brzog napretka novih tehnoloških postupaka i posljedično tome konkurentnosti na tržištu. Kontinuiranim ulaganjem u časopis Arhiv za higijenu rada i toksikologiju Institut pridonosi cjelokupnom fondu znanja iz područja monitoringa okoliša i procjene učinka na ljudsko zdravlje na globalnoj razini. 2 3. Vizija U sljedećih pet godina Institut za medicinska istraživanja i medicinu rada dodatno će potvrditi i unaprijediti svoj status vodeće nacionalne znanstvene i stručne institucije u području temeljnih i primijenjenih istraživanja, s naglaskom na praćenje opterećenosti okoliša kemijskim, fizikalnim i biološkim čimbenicima i procjeni njihova učinka na zdravlje. Institut će posebice raditi na promicanju i afirmaciji svoje prepoznatljivosti u regionalnim i međunarodnim znanstvenoistraživačkim krugovima te proširiti poslove iz svoje stručne djelatnosti na nove korisnike iz okruženja. Trajnim ulaganjima u osiguranje kvalitete postojećih standardnih metoda, njihovom akreditacijom i periodičnom međunarodnom interkalibracijom te uvođenjem novih, pouzdanijih metoda i postupaka koji zadovoljavaju visoke standarde i zahtjeve u području održivog razvoja, zaštite okoliša i ljudskoga zdravlja, Institut će prerasti u vodeću regionalnu znanstvenu/stručnu ustanovu. Mehanizmima mobilnosti i cjeloživotnog usavršavanja u svrhu stjecanja novih znanja i iskustava na međunarodnoj razini znatno će se unaprijediti kvaliteta ljudskih resursa. Institut će se profilirati kao međunarodno prepoznatljiva znanstvenoistraživačko-stručna institucija iz područja zaštite i praćenja stanja okoliša s aspekta utjecaja na ljudsko zdravlje. Planiranom rekonstrukcijom i dogradnjom infrastrukture Instituta omogućit će se osnivanje novog Istraživačko-edukacijskog centra za zdravstvenu i medicinsku ekologiju i zaštitu od zračenja. Osnutak takva centra omogućit će povećanje kadrovskih kapaciteta i bolju suradnju s gospodarstvom osnivanjem spin off i spin out tvrtki, čime će postati međunarodno priznato i referentno središte znanstvene, visokostručne i edukacijske aktivnosti s trajnim doprinosom međunarodnih stručnjaka. Institut namjerava poticati ne samo istraživanja kojima je cilj iznalaženje i karakterizacija novih relevantnih biomarkera izloženosti, učinka i rizika (posebice genski uvjetovana) nego i procjene njihove korelacije s razinom toksikanata u okolišu i utvrđivanje posljedica i mehanizama njihova međudjelovanja. Zbog očekivanoga gospodarskoga napretka i uvođenja novih tehnologija te s tim u vezi mogućega dodatnog opterećenja životnog i radnog okoliša različitim noksama, istraživanja će se usmjeravati na praćenje unosa, dinamike, raspodjele, međusobne interakcije i „okolišne sudbine“ antropogenih toksikanata pozicionirajući Institut među vodeće ustanove u domeni zaštite okoliša i ljudskoga zdravlja u Republici Hrvatskoj. Ulaskom Republike Hrvatske u punopravno članstvo Europske unije, Institutu se otvaraju dodatne mogućnosti predstavljanja i afirmacije njegovih potencijala. Stoga će 3 Institut posebice težiti postati jedna od vodećih institucija u okviru EU-ove Dunavske strategije. Podupirat će se angažman znanstvenika i stručnjaka Instituta da se u što većem broju uključuju u rad tijela i ekspertnih skupina Europske komisije, kao što postoji još od 2006. godine, nakon što je RH kao pridružena zemlja EU već bila postala ravnopravna u području znanstvenih istraživanja. Pozicioniranje Instituta kao stalnog partnera specijaliziranih međunarodnih tijela posebice se predviđa s aspekta doprinosa unapređenju i provođenju regulative Europske unije iz djelokruga ovlasti i rada Europske agencije za kemikalije (ECHA), Europske agencije za sigurnost prehrambenih proizvoda (EFSA) i Međunarodne atomske agencije (IAEA). 4. SWOT analiza 4.1. Prednosti Institut za medicinska istraživanja i medicinu rada znanstvena je institucija s dugogodišnjom tradicijom i bogatim iskustvom u istraživanjima koja obuhvaćaju procjene izloženosti različitim štetnim kemijskim, fizikalnim i biološkim čimbenicima u radnom i općem okolišu i njihovih mogućih štetnih učinaka na okoliš i ljudsko zdravlje, na čemu se zasniva njegova znanstvena prepoznatljivost u međunarodnim istraživačkim krugovima. Kao rezultat dugogodišnjeg monitoringa okoliša i biota te biomonitoringa ciljanih populacijskih skupina, Institut posjeduje znanstveno relevantne baze podataka o kretanju vrijednosti markera i biomarkera u abiotičkim i biotičkim sastavnicama okoliša ne samo na području Republike Hrvatske nego i povijesne podatke s područja bivše države. To predstavlja iznimnu vrijednost u daljnjem razvoju istraživačke djelatnosti i donošenju relevantnih zaključaka i spoznaja iz područja zaštite životnog i radnog okoliša, u procjeni rizika od promjena u okolišu na ljudsko zdravlje i, u konačnici, u zaštiti ljudskoga zdravlja. Multidisciplinarnost u istraživačkom radu i izučavanju međusobnih interakcija različitih okolišnih čimbenika te njihova učinka na ljudsko zdravlje rezultirala je razvojem analitičkih metoda za monitoring okoliša i biomonitoring ljudi te specifičnim pristupom u iznalaženju i primjeni novih pouzdanih biomarkera izloženosti i učinka, a u novije vrijeme i rizika. Tako je Institut osigurao prednost u planiranju i provedbi suvremenih istraživanja s međunarodnom prepoznatljivošću i relevantnim doprinosom u području toksikologije na svjetskoj razini u odnosu na druge istraživačke institucije u Republici Hrvatskoj. 4 Kontinuitet izvrsnosti istraživanja osigurava se vlastitom produkcijom kvalitetnih kadrova, koja se ostvaruje selekcijom pri zapošljavanju i sustavnom brigom o znanstvenim novacima u njihovoj znanstvenoj i stručnoj edukaciji i usavršavanju. Dodatan doprinos kvaliteti i priznanju vrijednosti rezultata istraživačkoga rada u međunarodnom istraživačkom prostoru Institut ostvaruje trajnim ulaganjem u sustav osiguranja kvalitete provedbom postupaka akreditacije analitičkih metoda, sudjelovanjem u postupcima međunarodne interkalibracije te primjenom standardiziranih postupaka i tehnika u znanstvenoistraživačkom radu. Svojom veličinom, znanstvenom produktivnosti, međunarodnom prepoznatljivosti istraživanja i kvalitetom znanstvenoga kadra i opreme Institut je važna i jedinstvena znanstvena ustanova u Republici Hrvatskoj u području biomedicinskih znanosti, a najvažnija u području javnog zdravstva i zdravstvene zaštite, uz istodobna sveobuhvatna istraživanja okoliša. Svojom tradicionalnom izdavačkom djelatnošću izdavanjem časopisa Arhiv za higijenu rada i toksikologiju Institut podupire komunikaciju znanstvenih postignuća iz područja svoje djelatnosti sa stručnom i akademskom zajednicom. Institut trajno ulaže u sustavno znanstveno usavršavanje kadrova kroz pohađanje nacionalnih i međunarodnih radionica, svojim aktivnim sudjelovanjem u organizaciji istih te boravcima djelatnika u stranim znanstvenim institucijama. Dodatno se stimulira kvaliteta znanstvenog rada dodjelom godišnjih nagrada zaposlenicima Instituta u pet kategorija, koja je regulirana internim pravilnikom i temelji se na vrednovanju najznačajnijih scijentometrijskih parametara. 4.2. Slabosti Shodno znanstvenom potencijalu, u europski istraživački prostor kroz međunarodne istraživačke projekte aktivno je uključen nedovoljan broj suradnika. Nema specifične stručne potpore znanstvenicima Instituta prilikom pripreme i aplikacije te provedbe istraživačkih projekata financiranih iz Europske unije. Vidljiva je ograničenost prostornih kapaciteta. Afirmacija važnosti i uloge Instituta u javnosti kroz popularizaciju istraživačke djelatnosti nije dovoljno izražena. Institut nije dovoljno uključen u procese visokog obrazovanja u Republici Hrvatskoj. 5 4.3. Prilike Pristupanjem Hrvatske Europskoj uniji Institut postaje poželjan partner u prijavi i provedbi istraživačkih projekata te u nastavku znanstvene karijere istraživačima iz ostalih članica EU-a, ali i trećih zemalja. Svojom misijom i dugogodišnjim iskustvom u provedbi znanstvenih istraživanja multidisciplinarnog karaktera iz područja monitoringa i zaštite okoliša, biomonitoringa ljudi, procjene rizika noksi iz životnog i radnog okoliša na ljudsko zdravlje, Institut se izrazito uklapa u specifične prioritete zacrtane smjernicama Europske komisije, sadržane u inicijativi Europe 2020, koji će biti financirani kroz program Horizon 2020. To nam daje priliku za privlačenje sredstava za istraživačke projekte, koja su osigurana tim i drugim instrumentima financiranja unutar istraživačkoga prostoru Europske unije. Pristup financijskim sredstvima iz EU-ovih pristupnih fondova omogućava prijavu projekta osnivanja i financiranje uređenja Istraživačko-edukacijskoga centra za zdravstvenu i medicinsku ekologiju i zaštitu od zračenja. Prihvaćanje izrađenog prijedloga projekta osnivanja centra omogućit će Institutu znatno proširenje istraživačkih i edukacijskih infrastrukturnih i kadrovskih kapaciteta, što bi pridonijelo njegovoj istraživačkoj prepoznatljivosti, a time i konkurentnosti na međunarodnoj razini. Najava početka ostvarivanja misije Hrvatske zaklade za znanost u smislu preuzimanja vodeće uloge u financiranju znanstvene djelatnosti otvara nove mogućnosti prijave znanstvenoistraživačkih projekata i ostvarivanja priljeva financijskih sredstava za potrebe razvoja istraživačke djelatnosti Instituta. Nužnost usklađivanja ulaganja za istraživanje i razvoj svih članica Europske unije na zajedničkoj razini dovest će do povećanja izdvajanja za znanost na godišnjoj razini BDP-a u Hrvatskoj. Očekivani rast gospodarskih aktivnosti trebao bi rezultirati većom zainteresiranošću gospodarskih subjekata za ulaganja u istraživanje i razvoj, posebice u segmentu zaštite radnog i životnog okoliša u svrhu ostvarivanja održivog razvoja društva. Za očekivati je da će povećanje štetnih učinaka ljudskih djelatnosti na okoliš na nacionalnoj i globalnoj razini (jer onečišćenja prelaze geopolitičke granice) biti dodatan potencijal ne samo za razvitak znanosti o okolišu nego i, uz naš angažman, u istraživanjima neželjenih posljedica na ljudsko zdravlje što će, osim znanstvenih postignuća, Institutu donijeti i materijalnu korist. Dunavska strategija Europske komisije prilika je da se Institut pozicionira kao regionalni koordinacijski centar za istraživanja u području nadzora i zaštite kakvoće zraka te procjene učinka pojedinih onečišćivala iz zraka na zdravlje. 6 4.4. Prijetnje Nepostojanje strategije razvoja znanstvenoistraživačke djelatnosti, poglavito prioritetnih područja istraživanja, na nacionalnoj razini onemogućava precizno i jasno definiranje smjernica razvoja istraživačke djelatnosti znanstvenih institucija. Ukidanje postojećeg modela financiranja znanstvenoistraživačkih projekata bez uspostavljanja novog ugrožava kontinuitet provedbe dosadašnjih istraživačkih aktivnosti. U nastalim okolnostima nije moguće dalekosežno planirati istraživanja niti, poglavito zbog nastalog diskontinuiteta u financiranju istraživačke djelatnosti, osigurati provedbu planiranih aktivnosti. Nepostojanje inicijative, odnosno modela financiranja kojim bi se osigurao model dostatnog i odgovarajućeg ulaganja u istraživanje i razvoj na nacionalnoj razini, prijetnja je međunarodnoj konkurentnosti istraživačke djelatnosti. Općenito, financiranje razvoja znanosti u RH ne smije se temeljiti primarno na povlačenju financijskih sredstava iz međunarodnih znanstvenih fondova, kao npr. iz EUovih Okvirnih programa za istraživanje i razvoj, i drugih, nego bi okosnicu ulaganja u razvoj znanosti na nacionalnoj razini trebalo osigurati kroz Državni proračun, lokalnu zajednicu i gospodarstvo te stvaranjem preduvjeta za osnivanje većeg broja znanstvenih zaklada. Ukidanje odredbe kojom su znanstvene institucije u RH ostvarivale pravo na povrat poreza na dodanu vrijednost – a ta se svota mogla iskoristiti za sufinanciranje nabave srednje i kapitalne znanstvenoistraživačke opreme – otegotna je okolnost u nabavci nove opreme, a time i za međunarodnu konkurentnost Instituta. U postojećem sustavu financiranja znanosti izrazito je otežano upravljanje i planiranje ljudskim potencijalima, poglavito zbog nemogućnosti ulaska novih znanstvenih kadrova na razini Instituta, ali i općenito u sustav znanosti, u skladu sa stvarnim potrebama provedbe postojećih i razvoja novih istraživanja. S pozicije i potreba Instituta razvidna je nezainteresiranost doktora medicine za zapošljavanje u znanstvenoistraživačkom sektoru. Prisutna je pasivnost vladajućih struktura u promjeni negativne percepcije javnosti o znanstvenicima jedino kao korisnicima Državnog proračuna čiji rezultati rada ne stvaraju dodanu vrijednost za društvo u cjelini, a zapravo su nužan preduvjet gospodarskog razvoja i napretka. Takva negativna društvena klima dodatna je otegotna okolnost u djelovanju i radu javnih instituta. Neodgovarajuća potpora resornog ministarstva u sufinanciranju odnosno financiranju visokoobrazovanih neznanstvenih kadrova – informatičara, statističara, financijskih stručnjaka i stručnjaka za komunikaciju s međunarodnom i domaćom javnošću – prijeko potrebnih kao potpora uspješnoj znanstvenoj djelatnosti institucije u cjelini. 7 Ulaskom Republike Hrvatske u punopravno članstvo Europske unije dodatno su uklonjene prepreke odljevu mladih visokoobrazovanih kadrova iz zemlje, što bi umnogome moglo umanjiti mogućnost odabira i angažmana kvalitetnih, znanstveno motiviranih mladih ljudi i ograničiti broj mladih stručnjaka koji se prijavljuju na natječaje Instituta. 5. Smjernice razvoja znanstvenih istraživanja Institut će i nadalje razvijati svoje istraživačke djelatnosti u područjima koja jamče kontinuitet ostvarivanja njegove društvene uloge zacrtane misijom. Stoga će očuvanje kvalitete i zaštite radnog i životnog okoliša, učinka okolišnih noksi na zdravlje, iznalaženje markera i biomarkera u procjeni rizika, a sve s ciljem održanja i podizanja kvalitete života i poticanja održivog razvoja gospodarstva i društva u cjelini, i nadalje biti u fokusu znanstvenoistraživačkog i stručnog rada Instituta. Razvoj znanstvenih istraživanja Instituta temeljit će se na sljedećim smjernicama: Povećanje i poboljšanje prostorne i znanstvene infrastrukture Instituta. Planirana je gradnja i opremanje dodatnih 8000 m2 istraživačkog prostora te rekonstrukcija postojećih prostora. Projekt bi se financirao iz sredstava Strukturnih fondova EUa. Stvaranje preduvjeta za povećanje broja međunarodnih projekata i međunarodne međuinstitucijske suradnje. Veće uključivanje znanstvenika Instituta u nastavu i zajednička istraživanja sa sveučilištima putem formaliziranih oblika suradnje. Razvijanje i poticanje temeljnih i primijenjenih znanstvenih istraživanja čiji bi rezultati mogli biti od interesa za gospodarstvo i regulatorna tijela. Stoga će se istraživanja provoditi u skladu s temeljnim načelima znanosti (sloboda znanstvenog istraživanja, javnost rada, zaštita prava intelektualnog vlasništva, poštivanje ljudskih prava i poštivanje dobrobiti pokusnih životinja etičnost, profesionalnost i odgovornost znanstvenika), imajući pritom na umu njihov potencijal ne samo za prijenos znanja te iskustva i umijeća povezanosti sa suvremenim tehnološkim postupcima prema gospodarskim subjektima i visokoobrazovnim institucijama nego i za doprinos rješavanju socijalnih, gospodarskih i znanstvenih problema od strateškog interesa za RH. 8 Postojeći model okrupnjivanja većine istraživačkih tema unutar triju programskih cjelina Instituta pokazao se učinkovitim u smislu unapređenja i proširenja međuprojektne istraživačke suradnje, produbljenja multidisciplinarnog karaktera u pristupu istraživanju pojedinih problema i tumačenju rezultata, racionalnijeg i usmjerenijeg trošenja financijskih sredstava, a da se pritom svakoj od istraživačkih skupina unutar programa ostavilo prostora za idejnu i istraživačku autonomiju. S obzirom na uspješnost takve organizacije istraživačkog rada i timova, Institut će i ubuduće stimulirati ovakav oblik multidisciplinarne suradnje, koji će ujedno ostati otvoren i za formiranje novih programskih cjelina osim triju postojećih. 6. Programske cjeline Instituta 6.1. Program Utjecaj okoliša i načina života na zdravlje 6.1.1. Sadašnja istraživanja u okviru Programa U ovom se programu polazi od pretpostavke da su čimbenici okoliša i načina života, kao i njihovo međudjelovanje, etiopatogenetski povezani s pojavom ili prevencijom kroničnih nezaraznih bolesti i bihevioralnih problema povezanih sa zdravljem, a kvalitativno se i kvantitativno razlikuju s obzirom na dob, spol, psihologijske karakteristike, profesiju, regionalnu pripadnost, te se mijenjaju s razvojem društva i novih tehnologija. Kronične nezarazne bolesti imaju sve veći udjel u pobolu, a time i u invalidnosti i smrtnosti pučanstva, stoga su značajan javnozdravstveni problem. Opći i radni okoliš te individualne karakteristike čovjeka susreću se u složenoj interakciji koja može dovesti do profesionalnih zdravstvenih poremećaja, uključujući i bolesti vezane uz rad, čija etiopatogeneza, zbog spomenute kompleksnosti čimbenika, nije dovoljno razjašnjena. Opći je cilj programa odrediti ulogu rizičnih i protektivnih čimbenika okoliša i način života te njihovo međudjelovanje u očuvanju zdravlja i u pojavi i razvoju kroničnih nezaraznih bolesti i bihevioralnih problema koji ugrožavaju zdravlje. Program je u cjelini prijavljen u znanstvenom području biomedicine i zdravstva kao primijenjeno istraživanje. Međutim, radi se o multidisciplinarnom znanstvenom programu s istraživanjima u znanstvenim područjima biomedicine i zdravstva, biotehničkih znanosti i društvenih znanosti. Pod znanstvenoistraživačkim radom u programu podrazumijevaju se istraživanja uloge kemijskih (metali, azbest), fizikalnih (neionizirajuće zračenje, tjelesna opterećenja vezana uz profesiju) i bioloških (alergeni, endotoksin, organske prašine) štetnosti iz okoliša, čimbenika načina života i rada (prehrana, psihosocijalni i bihevioralni čimbenici, pušenje, način stanovanja, profesija), kao i njihovih interakcija, u pojavnosti zdravstvenih poremećaja u ljudi. Suradnja između 9 pojedinih istraživačkih timova temelji se na korištenju zajedničke opreme, prostora, tehničkog osoblja, na razmjeni metoda i na ispitivanju istih skupina ispitanika različitim metodama i istraživačkim postupcima. Uključenje visokokvalificiranih suradnika raznih profila u rad programa omogućuje multidisciplinarni pristup istraživanju koje praćenjem izloženosti čimbenicima okoliša i načina života te učinaka takve izloženosti daje doprinos ne samo očuvanju zdravlja nego i razjašnjenju etiopatogeneze kroničnih nezaraznih bolesti, uključujući profesionalne i bolesti vezane uz rad. Rezultati istraživanja omogućuju definiranje smjernica za javnozdravstveno djelovanje u prevenciji bolesti nastalih izloženošću i međudjelovanjem raznih onečišćenja u okolišu i načina života. Program se najvećim dijelom provodi deskriptivnim i analitičkim epidemiološkim studijama. Najčešće primjenjivani dizajn su tzv. presječne ili cross-sectional studije. U manjoj su mjeri zastupljene opservacijske i interventne analitičke studije. Osim epidemioloških pristupa, u programu se provode i temeljna biomedicinska istraživanja na in vitro (kulture stanica) i in vivo (pokusne životinje) modelima te laboratorijska ili terenska eksperimentalna psihologijska i medicinska ispitivanja. U programu se koriste standardizirane i/ili validirane metode određivanja razina izloženosti određenim tvarima iz okoliša (monitoring okoliša), metode za procjenu unosa određenih tvari iz okoliša u ljudski organizam (biomonitoring) te niz standardnih kliničkih, biokemijskih i psihologijskih dijagnostičkih metoda za procjenu zdravstvenih učinaka štetnosti iz okoliša i načina života na ljudski organizam. Mehanizmi djelovanja fizikalnih noksi na jedinku proučavaju se sofisticiranom molekularnom metodologijom. Za analizu podataka koriste se formirane računalne baze podataka i standardni statistički programi (STATISTICA, STATA, SPSS). Sva istraživanja uključena u ovaj program odobrila su mjerodavna etička povjerenstva, tj. provode se u skladu ne samo s etičkim i moralnim načelima Helsinške deklaracije nego i sa zakonskim odredbama o zaštiti i dobrobiti laboratorijskih životinja. 6.1.2. Strateški ciljevi razvoja znanstvenoistraživačke i nastavne djelatnosti Cilj 1. Nastavak dosadašnjeg multidisciplinarnog istraživanja radi određivanja uloge rizičnih i protektivnih čimbenika okoliša i načina života te njihova međudjelovanja u očuvanju zdravlja te u pojavi i razvoju kroničnih nezaraznih bolesti i bihevioralnih problema koji ugrožavaju zdravlje. - Fokusiranje na provedbu prospektivnih analitičkih epidemioloških studija. Proširenje istraživanja uvođenjem novih aktualnih okolišnih čimbenika s potencijalnim utjecajem na ljudsko zdravlje i novih metoda istraživanja. Proširenje interdisciplinarnog pristupa istraživanjem međudjelovanja nasljednih i okolišnih čimbenika u nastanku zdravstvenih poremećaja: ovaj 10 specifični cilj zahtijeva nove oblike suradnje, a potencijalno i reorganizaciju unutar Instituta s obzirom na to da u sklopu znanstvenog programa Eksperimentalna toksikologija prirodnih i sintetskih tvari postoji oprema i kadar za provedbu potrebnih genetskih analiza. Cilj 2. Uključenje suradnika programa u nacionalne, međunarodne, primarno europske i regionalne znanstvene projekte. - - Cilj zahtijeva osnivanje Odsjeka za međunarodnu znanstvenu suradnju na razini Instituta, koji bi pružio administrativnu potporu prilikom prijave međunarodnih projekata uz potencijalno zapošljavanje nove osobe ili preraspodjelu postojećeg kadra. Na razini programa osnovana je radna skupina u svrhu praćenja međunarodnih natječaja, informiranja suradnika programa te kontakta s potencijalnim partnerima. Cilj je povećati broj prijava projekata na međunarodne i nacionalne natječaje. Cilj 3. Jačanje biostatističkog segmenta programa s naglaskom na epidemiološku statistiku. - Aktivnost je započela zapošljavanjem znanstvenog novaka, magistra matematike, s obvezom obrazovanja i dovršetka doktorskoga rada u području biostatistike. Potencijalno obnavljanje Odsjeka za biostatistiku unutar programa/Jedinice za medicinu rada i okoliša zapošljavanjem novog kadra ili preraspodjelom postojećega. Cilj 4. Jačanje nastavne djelatnosti programa proširenjem suradnje sa sveučilištima: - - Uključenje programa u nastavu na znanstvenim i stručnim poslijediplomskim studijima na srodnim fakultetima formiranjem i predlaganjem posebnih nastavnih jedinica/kolegija. Uključenje programa u nastavu na znanstvenim i stručnim poslijediplomskim studijima na srodnim fakultetima sudjelovanjem u znanstvenom poslijediplomskom studiju toksikologije koji će se formirati na razini Instituta, napose u segmentu analitičke, industrijske i kliničke toksikologije. Jačanje nastavne djelatnosti Centra za kontrolu otrovanja u preddiplomskim, diplomskim i postdiplomskim studijima na srodnim fakultetima te u trajnom usavršavanju stručnjaka zdravstvenih struka. Uključenje u sustav provedbe specijalizacije iz Medicine rada i sporta pri Ministarstvu zdravlja Republike Hrvatske. 11 Cilj 5. Novi pristup prikupljanju i korištenju bioloških uzoraka radi povećanja iskoristivosti uzoraka za znanstvena istraživanja. - Osnivanje biobanke Instituta unutar ovog programa, ili drugim putem, uz prethodno usuglašen etički prihvatljiv pristup, osobito za biološke uzorke ljudskog porijekla (ljudski bi se uzorci pohranili u biobanku nakon potpisanog pristanka ispitanika te bi bili dostupni za istraživanje na razini programa ili Instituta u cjelini). 6.2. Program Eksperimentalna toksikologija prirodnih i sintetskih tvari 6.2.1. Sadašnja istraživanja u okviru Programa Glavnina sadašnjih istraživanja u okviru ovoga programa, u kojima sudjeluju suradnici grupirani u osam projekata, odnosi se na temeljna teorijska i eksperimentalna istraživanja učinaka toksičnih prirodnih i sintetskih tvari na različite parametre funkcije i strukture u odgovarajućim modelnim sustavima in vitro (nestanični medij, kulture stanica, tkivo životinjskih i ljudskih organa) i in vivo (pokusne životinje), pri čemu se koriste suvremene metode molekularnog modeliranja, elektrokemije, analitike, spektrometrije, citogenetike te stanične i molekularne biologije. Navedene tvari zagađuju životni i radni okoliš i štete ljudskom i zdravlju životinja, pa su takva istraživanja u skladu s dugoročnom misijom i znanstvenoistraživačkim interesima Instituta. Od prirodnih tvari istražuju se učinci: a) toksičnih metala i polumetala (Cd, Pb, Hg, Pt, As), koji u maloj koncentraciji oštećuju građu i funkciju ciljnih organa (jetra, bubreg, posteljica), b) esencijalnih metala i polumetala (Fe, Zn, Cu, Se), koji svojim međudjelovanjim utječu na štetne učinke toksičnih metala/polumetala u smislu njihova pojačavanja ili ublažavanja, c) mikotoksina (okratoksini, fumonizini), koji su metabolički proizvod plijesni i djeluju hepatotoksično, nefrotoksično, kancerogeno i teratogeno, i d) otrova iz nekih kukaca (melitin i ini derivati iz pčelinjeg otrova) i školjkaša (domoična kiselina), koji pokazuju citotoksična i genotoksična svojstva. Osim učinaka tih tvari u biološkim sustavima, primjenjuju se i e) epidemiološke metode istraživanja izloženih osjetljivih (vulnerabilnih) skupina stanovništva toksičnim metalima i mikotoksinima, a f) u pokusnim životinjama i ljudima istražuju se spolno- i vrsno-ovisni molekularni mehanizmi prijenosa pojedinih tvari (toksični metali, mikotoksini) u ciljnim organima (bubrezi, jetra). Od toksičnih sintetskih tvari istražuju se učinci organofosfornih i srodnih spojeva, prisutnih u pesticidima, dezinfekcijskim sredstvima, bojnim otrovima i nekim lijekovima, koji inhibiraju aktivnost kolinesteraza i drugih esteraza te citostatika, anestetika i spojeva u zubnim amalgamima, koji pokazuju genotoksične (mutagene) učinke slične onima nakon (ne)ionizirajućeg zračenja. Većina navedenih tvari u konačnici izaziva staničnu smrt 12 apoptozom ili nekrozom, ali su podrobni mehanizmi njihova ulaska u stanice, toksičnosti i uklanjanja iz stanica i organizma, mehanizmi zaštite od otrovanja te dijagnostika i liječenje oštećenja tim čimbenicima slabo poznati. Ukratko, radi se o temeljnim, uglavnom eksperimentalnim multidisciplinarnim biomedicinskim istraživanjima, svrha kojih je stjecanje spoznaja o molekularnim mehanizmima djelovanja određenih prirodnih i sintetskih toksičnih tvari na stanične funkcije i strukturu te o njihovoj citotoksičnosti i genotoksičnosti u ljudskim i životinjskim stanicama, organima i tkivima, izloženosti vulnerabilnih skupina stanovništva tim tvarima i djelovanju poznatih i novih antidota za specifične toksične tvari. Cilj je tih istraživanja: a) podrobnije razumijevanje učinaka prirodnih i sintetskih toksičnih tvari u stanicama sisavaca na staničnoj i molekularnoj razini, b) razvoj novih antidota za specifične toksične tvari, c) odgovarajuća procjena ugroženosti pučanstva nekim toksičnim tvarima, d) osiguranje boljih mjera zaštite, dijagnostike i terapije koje se odnose na tu toksičnost, e) podizanje svijesti o potrebi bolje zaštite životnog i radnog okoliša, f) razvitak znanstvene suradnje među suradnicima ne samo na projektima u ovom programu nego i na drugim programima u Institutu te međunarodna znanstvena suradnju i g) osposobljavanje znanstvenog podmlatka. 6.2.2. Strateški ciljevi istraživanja Nastavit će se dosadašnja istraživanja na pojedinačnim projektima, ali s proširenim interesima, suvremenom metodikom i jačanjem međunarodne i suradnje među suradnicima na projektima u ovom programu. Za ostvarenje budućih istraživanja postavljeni su sljedeći strateški ciljevi i metodološka rješenja te je izražena potreba za tehničkom opremljenosti: Cilj 1. Istražiti niskomolekulske komplekse prijelaznih metala (bakar, cink) s bioligandima (aminokiseline, dipeptidi) u svrhu spoznavanja fizikalno-kemijskih značajki niskomolekulskih bakrovih i cinkovih spojeva te s njihovim specifičnim biokemijskim i farmakološkim učincima radi boljeg razumijevanje utjecaja međumolekulskih interakcija u tekućinama u organizmu, krutoj fazi (npr. lijekovi) i na vezna mjesta bakra u metaloproteinima. Primijenit će se metode iz teorijske i računalne kemije (molekulsko modeliranje, molekulska mehanika – MM, molekulska dinamika – MD, kvantna kemija), iz strukturne kemije (sinteza i priprema kristala, rendgenska strukturna analiza) i iz bioanorganske kemije i biomedicine. Metode računalne kemije sastavni su dio suvremenog multidisciplinarnog pristupa translacijskih istraživanja u medicini (primjena u fiziologiji, farmakologiji i toksikologiji). Planiraju se: a) kvantno-kemijski proračuni kompleksa bakra(II) i cinka(II) s histidinom i drugim aminokiselinama identificiranima u krvnoj plazmi, b) sinteze i određivanje novih kristalnih struktura, c) razvoj MM metode i polja sila za predviđanje svojstava u vodenoj i drugim otopinama i kristalnom stanju i d) razvoj 13 tzv. reaktivnog polja sila, kojim bi se moglo simulirati stvaranje i kidanje veze metaldonor. Za kvantno-kemijske proračune koristit će se računalni resursi Sveučilišnog računskog centra (SRCE), a za MM i MD proračune višeprocesorni server u Institutu, kupljen projektnim sredstvima. U sljedećih pet godina bit će potrebno obnavljati računalne resurse za MM i MD proračune u Institutu. Cilj 2. Proširiti temeljna znanja na polju biokemije, medicinske kemije, farmakologije i toksikologije esteraza – kolinesteraza, i time dati smjernice za unapređenje zaštite zdravlja i očuvanja okoliša od različitih kemijskih agensa, u prvom redu organofosfornih (OP) spojeva. Javnozdravstveni je interes pronalaženje učinkovitijih profilaktičkih sredstava, protuotrova i sredstava za dekontaminaciju kojima bi se smanjile ili spriječile posljedice moguće nehotične ili hotimične zloporabe OP spjeva (živčani bojni otrovi, pesticidi). Ti izrazito toksični spojevi mogu biti sredstvo u terorističkim napadima, ali su njima izloženi i radnici u proizvodnji pesticida i poljoprivrednici koji pesticide primjenjuju u tretmanu usjeva. Planirana istraživanja uključuju učinkovitost niza potencijalnih reaktivatora kolinesteraza (ChE), oksima, u reaktivaciji fosfilirane humane acetilkolinesteraze (AChE; EC 3.1.1.7) i njoj srodne butirilkolinesteraze (BChE; EC 3.1.1.8). Istražit će se interakcija ChE s kemijski različitim spojevima. Sustavnim mijenjanjem strukture oksima i enzima AChE istražit će se parovi oksim-mutant radi pronalaženja najučinkovitijeg katalitičkog čistila OP spojeva, koji bi mogao imati primjenu u terapiji i dekontaminaciji. Kako BChE karakterizira visoki stupanj polimorfizma u ljudi, težišta istraživanja bit će interakcije određenih liganada s prirodnim mutantima BChE radi dizajniranja novih terapeutika i definiranja pretkazatelja rizika biološke osjetljivosti pojedinaca na okolišna zagađivala, s idejom o konačnoj primjeni rezultata u kliničkoj dijagnostici i farmakologiji. Od metoda rabit će se spektrofotometrijsko mjerenje aktivnosti enzima u prisustvu i odsustvu raznih liganada (inhibitora), a vrlo brze enzimske reakcije pratit će se tehnikom isprekidanog protoka (stopped-flow spektrofotometar). Institut raspolaže s glavninom potrebne aparature. Računalno molekulsko modeliranje radit će se pomoću postojećeg programa Discovery Studio 2.5. Izvori enzima bit će nativni, pročišćeni i komercijalni preparati te rekombinantni enzimi pripremljeni u Skaggs School of Pharmacy and Pharmacological Sciences na Kalifornijskom sveučilištu u San Diegu u Sjedinjenim Američkim Državama. Neki ligandi iz skupine oksima bit će priređeni u suradnji s Institutom Ruđer Bošković i The Scripps Research Institute u La Jolli u Sjedinjenim Američkim Državama. 14 Cilj 3. Spoznati učinke ranih biokemijskih lezija, uzrokovanih akutnim izlaganjem pokusnih životinja OP spojevima (uzrokuju inhibiciju AChE, stimulaciju kolinergičkih receptora, oksidacijsko oštećenje staničnih makromolekula), na funkciju središnjeg živčanog sustava. Rezultati dosadašnjih istraživanja pokazali su da je akutna toksičnost OP spojeva iz skupine živčanih bojnih otrova posljedica ne samo antikolinesteraznih učinaka nego i nespecifičnih stresogenih promjena. Stoga se namjerava: a) ustanoviti biomarkere toksičnog i prooksidacijskog djelovanja OP spojeva na eksperimentalnim životinjskim modelima (miš, štakor), b) istražiti citotoksične učinke OP spojeva na staničnu funkciju, procese signalizacije i parametre programirane stanične smrti (apoptoze), c) istražiti citotoksične učinke ponovljene ili kronične izloženosti niskim dozama OP spojeva (OP pesticida) koje se povezuju s rizikom od neurodegenerativnih bolesti i karcinoma, d) odrediti koncentracije OP pesticida u relevantnim uzorcima iz okoliša, napraviti njihovu kemijsku karakterizacija i istražiti interakciju s drugim kontaminantima iz okoliša kao podlogu za sveobuhvatnu analizu rizika za ljudsko zdravlje koristeći poznate referentne vrijednosti, toksikokinetiku i mehanizam djelovanja tih spojeva i e) istražiti farmakološka, toksikološka i terapijska svojstva eksperimentalnog oksima K048, reaktivatora AChE, kao potencijalnog antidota kod otrovanja OP spojevima. Glavnina istraživanja bit će izvedena na pokusnim životinjama (miš, štakor), prilikom čega će se određivati letalna (LD50) i efektivna doza (ED50) učinka ksenobiotika na organizam životinja. Uz to, rabit će se različite biokemijske (mjerenje enzimskih aktivnosti i parametara oksidativnog stresa i apoptoze, Western analiza, voltammetrijske metode mjerenja oksidativnog i redoks potencijala) i analitičke metode (visokotlačna tekućinska kromatografija/HPLC,plinska kromatografija-spektrometrija masa/GC-MS, tekućinska kromatografija-spektrometrija masa/LC-MS) za određivanje toksikokinetike OP spojeva, farmakokinetike potencijalnih antidota (oksima) i njihovih metabolita. Također, provodit će se kvalitativne i kvantitativne analize OP pesticida u relevantnim uzorcima. Epidemiološkim metodama prikupljat će se podaci o izloženosti OP pesticidima u ljudi u svrhu evaluacije rizika za zdravlje primjenom odgovarajućeg komercijalnog softverskog paketa (@RISK). Za izvođenje ovih pokusa Institut raspolaže s glavninom potrebne aparature (homogenizator, mikrocentrifuga, spektrofotometri, HPLC, elektrokemijski detector, aparatura za polikarilamidnu elektroforezu i Western analizu). U okviru financijskih mogućnosti planira se nabava odgovarajućih kolona za HPLC, dodatna oprema za Western analizu proteina, aparatura za cikličku voltammetriju te softverski paket za procjenu rizika. Ostala aparatura za planirana istraživanja koristila bi se iz suradničkih laboratorija. Neizvjesna je nabava novih instrumenata koji bi pripadali srednjoj ili kapitalnoj opremi jer će najveći dio sredstava biti utrošen za kupnju OP spojeva (predviđene troškove – oko 36 000 EUR – dijelit će zainteresirane suradničke grupe). U planu je akreditacija pokusnih metoda i metode za određivanje LD 50 vrijednosti ksenobiotika. 15 Cilj 4. Spoznati mehanizme djelovanja različitih čimbenika iz životnog i radnog okoliša na genetički materijal primjenom citogenetičkih biomarkera i ispitivanjem izloženosti, učinka i osjetljivosti na te čimbenike. Pratit će se učinkovitost spojeva s antioksidacijskim svojstvima u prevenciji genotoksičnosti na razini ekspresije specifičnih gena (npr. gena za popravak) i duljine telomera uslijed dugotrajne izloženosti ometačima hormonskog djelovanja (hormonski disruptori). Planirana su istraživanja in vitro (primarne i dugotrajne stanične kulture dobivene iz tumorskog i zdravog tkiva) i in vivo (animalni modeli), te epidemiološke studije koje će, osim opće populacije u Hrvatskoj, obuhvatiti populaciju profesionalno i životno izloženu čimbenicima rizičnima za genetski materijal. Istraživat će se poznati i mogući genotoksični agensi na organizme u razvoju i na djecu. Za procjenu genotoksičnog i protektivnog učinka te definiranja mehanizma djelovanja pojedinih čimbenika rabit će se sljedeće metode: a) alkalni komet test za detekciju primarnih oštećenja molekule DNK uz dodatnu uporabu enzima popravka određenih tipova lezija, b) analiza strukturnih aberacija kromosoma u svrhu detekcije promjena u broju i građi kromosoma (pouzdani biomarkeri u procjeni rizika od karcinogeneze), c) mikronukleus test, kojim se razlučuje aneugeni od klastogenog učinka, d) fluorescencijska hibridizacija in situ, koja daje uvid u karakter oštećenja genetskog materijala (biomarker u procjeni karcinogenog rizika) i e) lančana reakcije polimerazom (PCR) i cijepanje odsječaka DNK restrikcijskim endonukleazama u svrhu istraživanja polimorfizma gena. Institut raspolaže s glavninom aparature potrebne za izvođenje ovih istraživanja, a dijelom će se rabiti aparatura u suradničkim ustanovama izvan Instituta. Cilj 5. Istraživati poremećaje ljudskog zdravlja zbog prekomjernog tjelesnog nakupljanja metala i polumetala u uvjetima svekolikog onečišćenja okoliša (iz prirodnih izvora i ljudskim djelovanjima) u posebnim fiziološkim odnosno patološkim stanjima, od začeća do prirodnog svršetka ljudskog života. Istraživanja će se usredotočiti na vulnerabilne skupine stanovništva: žene u fertilnoj dobi, uključujući razdoblja trudnoće i laktacije te potomstvo tijekom ranog rasta i razvoja, osobe u poodmakloj dobi i osobe s kroničnim poremećajima i bolestima (pr. metabolički sindrom, gestacijski dijabetes, stanje metala nakon artroplastika i drugo). Uspoređivat će se hrvatska kontinentalna i obalna područja. Utvrđivat će se stanje i razdioba toksičnih i esencijalnih metala/polumetala (kadmij, živa, olovo, arsen, krom, željezo, cink, bakar, selen, kalcij i drugi) u najosjetljivijim skupinama stanovništva, procjenjivati njihova međudjelovanja prilikom bioloških učinaka na žensku reprodukciju, ishod trudnoće, perinatalno zdravlje, starenje te razvoj kroničnih poremećaja i bolesti. Uz to, nastavit će se istraživanja sveukupne procjene izloženosti u ljudskom okolišu uporabom bioloških i okolišnih uzoraka. 16 Podaci o ispitanicima i izloženosti prikupljat će se epidemiološkim metodama. Izvori izloženosti u ljudskom okolišu procjenjivat će se analizom metala/polumetala u hrani, tlu i bioindikatorskim tkivima i organima životinja u divljini (ekomonitoring). Pokazatelji interne izloženosti ljudi metalima/polumetalima analizirat će se u uzorcima krvi i seruma odraslih i novorođenih osoba (pupkovina), posteljici, kolostrumu, zrelome majčinome mlijeku, kosi te u uzorcima tkiva i organa izloženih osoba. Odgovarajuća istraživanja obavit će se i na pokusnim životinjama (štakori) nakon izlaganja izmjerenim okolišnim koncentracijama metala/polumetala. U istraživanjima će se rabiti multielementna analiza metodama ICP-MS (vezani sustav induktivno spregnuta plazma – spektrometrija masa) i AAS (atomska apsorpcijska spektrometrija). Određivat će se a) specifični biomarkeri endokrine disrupcije ženske reprodukcijske funkcije (steroidni i drugi hormoni posteljice u žena i pokusnih štakorica imunoenzimatskim metodama), b) stanje esencijalnih makro- i mikroelemenata (metodama ICP-MS i AAS), c) različiti markeri oksidacijskog stresa i antioksidacijskog stanja (HPLC i spektrofotometrija), d) genski polimorfizam metalotioneina i povezanost s nakupljanjem metala i oksidacijskim stresom i e) kemijske specije metala/polumetala (specijacijske analize metodama HPLC, ICP-MS i voltammetrijom). Većina ključnih instrumenata za mjerenje elemenata (ICP-MS, AAS, analizator žive), mikrovalni visokotlačni reaktor za razaranje uzoraka, uređaji za dobivanje ultračiste vode i kiselina, već se rabe u Institutu. U okviru financijskih mogućnosti potrebno je nabaviti dodatnu opremu za analizu vrlo niskih koncentracija metala u biološkim uzorcima i separacijske sustave (tekućinski i plinski kromatograf) koji bi, povezani s postojećom opremom (ICP-MS), omogućili specijacijske analize metala. Cilj 6. Spoznati mehanizme toksičnog djelovanja pojedinačnih mikotoksina i zajedničkog djelovanja dvaju ili više mikotoksina u sisavačkim organima, mehanizme mikotoksinima izazvanih oksidacijskih oštećenja biološkog materijala, zaštitne učinke antioksidansa i procijeniti rizik izloženosti ljudi i životinja mikotoksinima. Mikotoksini su ekološki otrovi prisutni u različitim namirnicama, pa su ljudi i životinje trajno njima izloženi. Prisutnost više različitih mikotoksina u hrani može imati sinergistički toksični učinak, stoga je važno provesti istraživanja kontaminiranosti hrane i razjasniti mehanizam njihova toksičnog djelovanja, odrediti njihovu genotoksičnost, mutagenost i karcinogenost. Mehanizam toksičnog djelovanja pojedinačnih mikotoksina nije do kraja istražen, a za neke je mikotoksine gotovo potpuno nepoznat. Rezultati dosadašnjih istraživanja na pokusnim životinjama (štakor) upućuju na toksične i genotoksične učinke mikotoksina okratoksina A (OTA), fumonizina B1 (FB1) i citrinina (CTN). U ciljnim organima ti mikotoksini potiču stvaranje slobodnih radikala i stanje oksidacijskog stresa, s posljedičnim oštećenjem makromolekula (lipidi, proteini, DNK) i inhibicijom antioksidacijskih enzima. Kako u kontaminiranoj hrani gotovo uvijek postoji više različitih mikotoksina, potrebno je istražiti mehanizam istovremenog djelovanja malih koncentracija dvaju ili više mikotoksina zbog mogućeg antagonističkog, aditivnog ili sinergističkog djelovanja. Istraživanja će biti usmjerena na ispitivanje redoks svojstava 17 pojedinačnih mikotoksina in vitro i na pokuse in vivo (štakori trovani mikotoksinima), u kojima će se pratiti oksidacijska oštećenja stanica i ekspresija različitih prijenosnika/transportera organskih aniona koji sudjeluju u prijenosu mikotoksina u bubrezima i drugim organima (suradnja s Jedinicom za molekulsku toksikologiju), te na sprečavanje i suzbijanje toksičnih učinaka mikotoksina antioksidansima (resveratrol i dr.). Procjena rizika izloženosti ljudi i životinja uobičajenim i novim (aflatoksini) mikotoksinima istražit će se mjerenjem njihove koncentracije u uzorcima hrane. Mehanizam toksičnog djelovanja mikotoksina i njihovih kombinacija istraživat će se na pokusnim životinjama (štakori), koncentracija mikotoksina određivat će se visokotlačnim tekućinskim kromatografom (HPLC) s različitim detektorima (fluorescentni detektor i maseni spektometar) i novim voltammetrijskim metodama (ciklička, pravokutnovalna i diferencijalna pulsna voltammetrija). Parametri oksidacijskog stresa (koncentracija glutationa, aktivnost antioksidacijskih enzima) mjerit će se spektrofotometrijski, a malondialdehid (MDA) tekućinskim kromatografom s UV detektorom. Oštećenje DNK mjerit će se određivanjem koncentracije 8-hidroksi-deoksigvanozina tekućinskim kromatografom s elektrokemijskim detektorom. Genotoksičan učinak mikotoksina istraživat će se u suradnji s Jedinicom za mutagenezu primjenom komet testa, elektrokemijska svojstva mikotoksina ispitivat će se voltammetrijskim metodama, a ekspresija prijenosnika za mikotoksine u organima u suradnji s Jedinicom za molekulsku toksikologiju metodama Western analize i imunocitokemije. Potrebni instrumenti (HPLC s UV, fluorescentnim ili elektrokemijskim detektorom, potenciostat PGSTAT 30, spektrofotometar, LC-MS/MS) već se rabe u Institutu. Za istovremeno mjerenje niskih koncentracija različitih mikotoksina potreban je novi instrument veće osjetljivosti (tekućinski kromatograf s masenim spektrometrom). U tom bi se slučaju metode analize mikotoksina mogle akreditirati. Cilj 7. Ustanoviti potencijalne antioksidacijske i antitumorske učinke nekih prirodnih spojeva (pčelinji otrov i njegove sastavnice, domoična kiselina iz školjkaša), ali i njihove potencijalno negativne učinke u terapiji različitih bolesti, te procijeniti oštećenje genoma u općoj populaciji ljudi i osoba profesionalno izloženih različitim fizikalnim i kemijskim čimbenicima. Citotoksični i genotoksični učinci otrova izoliranih iz kukaca (pčelinji otrov i njegove sastavnice) i školjkaša (domoična kiselina) istraživat će se in vitro, na staničnom modelu. Biomonitoringom će se pratiti opća populacija i osobe profesionalno izložene različitim fizikalnim i kemijskim agensima. Za procjenu oštećenja genoma provodit će se kontinuirani biomonitoring populacije mlađe životne dobi, odrasle i starije dobi na osnovi njihovih prehrambenih životnih navika, razlika u spolu i različitih karcinogenih bolesti. S obzirom na to da onečišćenje kopnenih i morskih voda ima negativan učinak ne samo na biljni i životinjski svijet nego i na čovjeka, obavit će se istraživanja vezana uz kemijsko- fizikalnu i biološku analizu voda te njihov učinak, posebice na ljudsko zdravlje. 18 Glavnina aparature potrebne za navedena istraživanja već se rabi u Institutu, a manjim dijelom koristit će se aparatura u izvaninstitutskim laboratorijima na suradničkoj osnovi. Cilj 8. Ustanoviti spolne, vrsne i starosne razlike u ekspresiji različitih prijenosnika organskih tvari (aniona, kationa, glukoze) u sisavačkim organima koji, osim hranjivih tvari, prenose i produkte metabolizma tih tvari, lijekove i njihove metaboličke produkte te ekološke (toksični metali, mikotoksini) i sintetske (OP spojevi) toksine i njihove metaboličke produkte, a time su odgovorni za interakcije i toksičnost lijekova i drugih tvari u različitim organima. U ovim će istraživanjima posebna pozornost biti usmjerena na prijenosnike u crijevima, jetrima i bubrezima, u kojima se odvija apsorpcija, metabolizam i glavnina ekskrecije navedenih tvari, ali su time podložni oštećenju toksičnim tvarima (poremećaj crijevne funkcije, hepatotoksičnost, nefrotoksičnost). Istraživanja će se izvoditi na organima pokusnih životinja obaju spolova (štakor, miš) i na uzorcima ljudskih organa (muški i ženski) dobivenih tijekom legalnih operacija, a u skladu s odobrenjima odgovarajućih etičkih povjerenstava. U istraživanjima starosnih razlika u ekspresiji različitih prijenosnika namjera je upozoriti na uzroke veće prevalencije interakcije lijekova i njihove toksičnosti u osoba starije dobi, koja je uz to i spolno vezana (žene > muškarci). Dobne razlike u ekspresiji različitih prijenosnika u crijevima, jetrima i (glavninom) bubrezima istraživat će se suvremenim metodama stanične i molekularne biologije na razini proteina i mRNA u pokusnih životinja (štakor) u njihovoj predpubertetskoj (3-4 tjedna) i odrasloj dobi (3-4 mjeseca) te u poznoj starosti (2 godine). Ekspresija prijenosnika bit će korelirana s ekskrecijskim bubrežnim funkcijama i oksidativnim statusom u urinu i bubrežnom tkivu. Iz translacijskih će se razloga ekspresije niza prijenosnika istražiti i u bubrezima ljudi obaju spolova u dobnim skupinama od 30 do 50 godina (srednja dob) i od 70 do 90 godina (stara dob), dobivenima od suradnika u lokalnim bolnicama tijekom legalnih kirurških operacija. Osim već postojećih metoda biokemijskih analiza te stanične i molekularne biologije u okviru Jedinice za molekulsku toksikologiju, za ova su istraživanja potrebne i metode mikročipova, tj. analize sveukupne ekspresije gena (genski čip) i proteina (proteinski čip), koje će biti dostupne na temelju međunarodne suradnje (moguće i u sklopu zajedničkog projekta) sa znanstvenicima na sveučilištima u Göttingenu i Würzburgu u Njemačkoj. U ovim istraživanjima rabit će se metode (imunocitokemija, imunoblotiranje, klasičan i real-time RT-PCR, HPLC, ICP-MS) i odgovarajuća aparatura kojom raspolaže Jedinica za molekulsku toksikologiju i druge suradne jedinice na programu. 19 6.2.3. Organizacijski i drugi strateški ciljevi Uvesti suvremeniji molekularno-biološki pristup u eksperimentalnim istraživanjima toksičnih čimbenika u životnom i radnom okolišu, kao što su proteomika i genomika. U tu svrhu trebat će nabaviti suvremenu aparaturu za proteomiku i genomiku, osigurati prostor za njen smještaj i osigurati suradnike s odgovarajućim znanjem i vještinama za rad s takvom aparaturom te obradu i tumačenje dobivenih rezultata. Poticati interdisciplinarnost znanstvenih istraživanja, koja će okrupniti istraživačke skupine i interese u okviru programa, te objediniti srodne znanstvene interese nekoliko projekata u jedan, veći projekt, koji će biti kompetitivan na domaćoj i/ili međunarodnoj znanstvenoj sceni i tako dobiti veća financijska sredstva za istraživanje. Prijavljivati se na natječaje domaćih i/ili međunarodnih fondova suradničkim znanstvenim ili stručnim projektima s odgovarajućim gospodarskim subjektom, koji će u konačnici rezultirati patentom ili nekim drugim, komercijalno-interesantnim rezultatom za gospodarstvo. Na razini Instituta osnovati odsjek za administrativnu/stručnu pomoć za potrebe međunarodne znanstvene/stručne suradnje te prijavu i naknadno administrativno i financijsko praćenje međunarodnih projekata. Poticati mobilnost i međuinstitutsku i međunarodnu suradnju znanstvenika na programu, poticati odlazak na studijska putovanja i kraća ili dulja znanstvena i stručna usavršavanja u druge domaće i/ili inozemne institucije. Poticati (i osiguravati materijalna sredstva) za kraće ili dulje radne posjete inozemnih znanstvenika Institutu u svrhu održavanja predavanja, dogovora o suradnji ili rada u laboratorijima, poticati rad na zajedničkim publikacijama u međunarodnim časopisima, osigurati materijalnu i prostornu potporu za održavanje tematskih sastanaka suradnika na programu i inozemnih suradnika u okviru obostranih znanstvenih interesa. Zapošljavati mlade znanstvenike/novake i stručne suradnike optimalnog profila koji će odgovarati potrebama istraživanja na programu, obrazovati ih do doktorata i potom, na temelju pozitivne selekcije, zadržati samo one koji su se pokazali marljivima i perspektivnima. Gdje je potrebno i moguće, akreditirati laboratorijske metode za analizu toksičnih tvari u biološkim uzorcima. Poticati (samo)kritičnost rada, zahtijevati i stimulirati maksimalnu kvalitetu rada i rezultata u znanstvenom i stručnom radu, osigurati materijalne i tehničke mogućnosti za kvalitetan rad te poticati znanstvenu produkciju u jakim međunarodnim znanstvenim časopisima. 20 Poticati suradnike na programu na suradnju s gospodarskim sektorom u području zaštite na radu (primjena rezultata znanstvenih istraživanja u javnozdravstvenoj djelatnosti zajednice, tj. za prevenciju bolesti nastalih zbog izloženosti i međudjelovanja raznih zagađivača u okolišu i načina života). 6.3. Program Onečišćenja i radioaktivnost u okolišu i zaštita od zračenja 6.3.1. Sadašnja istraživanja u okviru Programa Utvrđivanje kakvoće okoliša te njezino poboljšanje smanjenjem izloženosti okoliša i ljudi opasnim onečišćenjima i prekomjernom zračenju antropogenog porijekla zajednički je cilj istraživanja u okviru ovoga znanstvenog programa. Svrha je proširiti saznanja o porijeklu, prostornim i vremenskim raspodjelama specifičnih onečišćenja u okolišu, o njihovu ponašanju, radioaktivnoj kontaminaciji okoliša i svim vrstama izvora elektromagnetskog zračenja u našoj zemlji te istražiti putove izloženosti ljudi i posljedično procijeniti rizike. Poseban je cilj razvijanje i uvođenje novih analitičkih i mjernih metoda radi postizanja što nižih granica detekcije, pouzdanije identifikacije te točnijeg i preciznijeg kvantitativnog određivanja onečišćenja u različitim matricama. Program obuhvaća multidisciplinarna istraživanja iz područja prirodnih znanosti, biomedicine i zdravstva te tehničkih komunikacijskih znanosti. Specifični ciljevi programa su sljedeći: Sustavno praćenje antropogenih i prirodnih radionuklida u svim dijelovima biosfere (zraku, oborini, vodi, tlu, hrani, biotu) i utvrđivanje ukupne količine radioaktivne tvari u okolišu, odnosa između prirodnih i fisijskih radionuklida uz identifikaciju radiološki osjetljivih lokacija i medija. Modeliranjem vremenskog slijeda i prostorne raspodjele radioaktivnosti u pojedinim sustavima, komponentama biosfere, i utvrđivanjem i praćenjem načina prijenosa radioaktivnosti kroz pojedine komponente procjenjuje se izloženost ljudi ionizirajućim zračenju, ali i opterećenost okoliša. Radioekološka istraživanja Jadranskog mora i priobalja radi boljeg razumijevanja specifičnih procesa u moru, identifikacije mogućih izvora i putova zagađivanja radionuklidima i predlaganja mjera zaštite. Procjena ukupnog rizika izloženosti ljudi i okoliša zračenju praćenjem izloženosti cjelovitom elektromagnetskom spektru iz prirodnih i umjetnih izvora, što osim ionizirajućega, posebno antropogenog rendgenskog zračenja, uključuje i neionizirajuće elektromagnetsko zračenje, naročito telekomunikacijsko. Istraživanje utjecaja niskih i vrlo niskih doza antropogenog rendgenskog zračenja u medicinskoj dijagnostici i terapiji te ostalim poljima ljudskog djelovanja uz evaluiranje mogućih bioloških indikatora izloženosti ljudi i njihovo povezivanje s izloženošću umjetno povišenoj prirodnoj radioaktivnosti zbog utjecaja tehnoloških procesa na okoliš. 21 Istraživanja onečišćenja zraka u radnom i životnom okolišu praćenjem razina, vremenskih ciklusa i prostorne raspodjele širokog spektra općih i specifičnih zagađivala i njihovih interakcija kako bi se prikupili podatci za ocjenu kakvoće zraka na pojedinim područjima te procijenila izloženost populacijskih skupina specifičnim zagađivalima. Istraživanja prostorno-vremenske razdiobe i porijekla lebdećih čestica u zraku u urbanim sredinama, posebno njihove torakalne i respirabilne frakcije, na temelju masenih koncentracija čestica u zraku, njihova elementnog sastava i sadržaja elementnog i organskog ugljika, analize specifičnih anorganskih i organskih zagađivala vezanih na čestice, meteoroloških pokazatelja i tipova vremena. Istraživanja porijekla i raspodjele specifičnih organskih zagađivala poput pesticidnih spojeva i produkata njihove razgradnje, postojanih organoklorovih spojeva, lakohlapljivih organskih spojeva te eksplozivnih sastojaka streljiva u okolišu (zrak, voda, tlo, bilje, životinjski kopneni i morski organizmi) i evaluiranje bioindikatora izloženosti okoliša te biokemijskih pokazatelja izloženosti ljudi; istraživanja interakcija specifičnih organskih zagađivala s organskim tvarima u vodi i tlu te s mineralnim sastojcima tla; istraživanja postojanosti i pokretljivosti pesticidnih spojeva u tlu u poljskim uvjetima. Rezultati istraživanja koja se provode u okviru programa služe i kao podloga za izradu zakonskih/podzakonskih akata i normi, posebice u području zaštite od ionizirajućeg i neionizirajućeg zračenja i zaštite zraka. Uzorkovanje, priprava i analiza različitih uzoraka okoliša i bioloških uzoraka provodi se prema međunarodno priznatim, standardiziranim i validiranim metodama i postupcima, od kojih su neki akreditirani u skladu sa zahtjevima međunarodne norme HRN EN ISO/IEC 17025. Kontrola i osiguranje kvalitete odnosno pouzdanost i točnost svih postupaka i metoda potvrđuju se sudjelovanjem u međunarodnim interkomparacijama, interkalibracijama i analizom dostupnih certificiranih referencijskih materijala. Radionuklidi se u različitim uzorcima određuju gamaspektrometrijom visokog razlučivanja, specifičnim radiokemijskim analizama i mjerenjem alfa i beta aktivnosti. Određivanje doza ionizirajućeg zračenja u bilo kojoj točki prostora provodi se terenskom gamaspektrometrijom te mjerenjima ionizacijskom komorom i elektroničkim dozimetrima umjeravanih za mjerenja prostornog ekvivalenta brzine doze. Razvija se mreža vlastite mjerne dozimetrijske instrumentacije i metodologije za uvid u ukupno opterećenje zračenjem svake jedinke u populaciji u bilo koje vrijeme. Elektroničkom instrumentacijom provodi se sustavna kontrola kvalitete zračenja pri medicinskim, terapijskim i dijagnostičkim postupcima. Razvojem modela brzog određivanja prostornog ekvivalenta brzine doze moguće je pratiti i novu, dodatnu izloženost populacije zračenju koje potječe od uporabe novih materijala, napose onih koji sadrže mjerljive koncentracije prirodnih radionuklida. Za određivanje anorganskih i organskih zagađivala u različitim uzorcima okoliša i biološkim uzorcima primjenjuju se sofisticirane instrumentne tehnike kao što su vezani sustav induktivno spregnute plazme i spektrometrije masa, atomska apsorpcijska 22 spektrometrija, tekućinska kromatografija visoke djelotvornosti uz detekciju fluorescencijskim detektorom i UV-detektorom s nizom dioda, ionska kromatografija, plinska kromatografija uz primjenu selektivnih detektora uključujući i vezani sustav plinske kromatografije i spektrometrije masa. Elementni i organski ugljik u lebdećim česticama u zraku analizira se tehnikom termičke/optičke transmisije, a elementni sastav lebdećih čestica nuklearnim tehnikama (XRF, PIXE). U sklopu akreditacije Instituta prema zahtjevima norme HRN EN ISO/IEC 17025, tri institutske organizacijske jedinice koje sudjeluju u ovom istraživačkom programu akreditirane su za određene vrste ispitivanja u sljedećim područjima: Određivanje radioaktivnosti, Određivanje kakvoće zraka i onečišćujućih tvari u zraku i Ispitivanja u području zaštite od ionizirajućeg zračenja. Jedinica za zaštitu od zračenja akreditirana je za metodu 1. Određivanje radionuklida visokorezolucijskom energijskom rasponu od 40 do 2000 keV gamaspektrometrijom u Jedinica za higijenu okoline akreditirana je za metode: 1. Određivanje masene koncentracije PM10 frakcije lebdećih čestica u rasponu od 1-200 µg m-3 2. Određivanje masene koncentracije PM2,5 frakcije lebdećih čestica u rasponu od 1-120 µg m-3 3. Određivanje koncentracije sumporova dioksida u vanjskom zraku 4. Određivanje koncentracije ozona u vanjskom zraku 5. Određivanje koncentracije dušikovih oksida u vanjskom zraku 6. Određivanje koncentracije ugljikova monoksida u vanjskom zraku 7. Određivanje koncentracije Pb, Cd, As i Ni u PM10 frakciji lebdećih čestica Jedinica za dozimetriju zračenja i radiobiologiju akreditirana je za metode: 1. Osobna dozimetrija fotonskog zračenja TL dozimetrima u rasponu 85 µSv – 100 mSv i području energija 33 keV – 1,3 MeV 2. Određivanje brzine prostornog (ambijentalnog) ekvivalenta doze; H*(10)/t 23 6.3.2. Strateški ciljevi istraživanja Cilj 1. Nastavak i unapređivanje te osiguravanje izvrsnosti multidisciplinarnih istraživanja onečišćenja i radioaktivnosti u okolišu i zaštite od zračenja okrupnjivanjem istraživačkih projekata, što bi trebalo pridonijeti daljnjem povezivanju istraživačkih grupa i osigurati potpunu iskoristivost srednje i kapitalne opreme i laboratorijskog prostora. Cilj 2. Pružanje i osiguravanje kvalitetne i pouzdane usluge praćenja stanja (monitoringa) okoliša obavljanjem visokostručnih poslova. Cilj 3. Obnavljanje instrumentalne opreme i nabava novih sofisticiranih sakupljačkih i analitičkih instrumenata bez kojih nije moguće održati kompetitivnost planiranih istraživanja na međunarodnoj ali i na domaćoj razini, te posebno na regionalnoj razini. Cilj 4. Neprestano poboljšavanje kvalitete istraživanja i stručne djelatnosti pokretanjem postupaka akreditacije daljnjih specifičnih analitičkih metoda. Cilj 5. Neprestano poboljšavanje ljudskih resursa, posebice kadrovske strukture znanstvenog osoblja zapošljavanjem mladih istraživača različitih profila iz područja prirodnih, biomedicinskih i biotehnoloških znanosti, a po potrebi i iz tehničkih znanosti. Cilj 6. Poticanje znanstvenog usavršavanja mladih znanstvenika i stručnjaka kraćim ili dužim boravkom u relevantnim međunarodnim znanstvenim i drugim ustanovama te omogućavanje usavršavanja mladih znanstvenika i stručnjaka iz drugih ustanova u našim laboratorijima. Cilj 7. Nastavak dugogodišnje znanstvene i stručne suradnje s međunarodnim organizacijama i agencijama poput Svjetske zdravstvene organizacije (WHO), Međunarodne agencije za atomsku energiju (IAEA) i Zajedničkog istraživačkog centra Europske komisije (JRC) te ostvarivanje suradnje u okviru novooblikovanih mreža istraživačke izvrsnosti u Europskoj uniji (Research Excelence Networks). 24 Cilj 8. Aktivno sudjelovanje u osmišljavanju i provedbi međunarodnih znanstvenih projekata, uključujući bilateralne projekte i projekte na europskoj razini, koji se financiraju iz međunarodnih znanstvenih fondova, posebno se fokusirajući na programe HORIZON 2020 Europske unije. Cilj 9. Nastavak i daljnje jačanje znanstvene i stručne suradnje s institucijama javnog sektora, uključujući tijela državne uprave (npr. s Ministarstvom zaštite okoliša i prirode, Ministarstvom zdravlja, Ministarstvom unutarnjih poslova) i lokalne samouprave (npr. s Gradskim uredom za prostorno uređenje, izgradnju grada, graditeljstvo, komunalne poslove i promet u Zagrebu). Cilj 10. Daljnje povećanje financijskih sredstava iz stručne djelatnosti jačanjem stručne suradnje s gospodarskim subjektima. Cilj 11. Sudjelovanje znanstvenika uključenih u program u nastavi na poslijediplomskim doktorskim studijima i visokospecijaliziranim stručnim studijima srodnih visokoobrazovnih institucija na temelju ugovora između Instituta i fakulteta na kojem se nastava izvodi. Cilj 12. Intenziviranje djelovanja na ubrzavanju prijenosa znanstvenih spoznaja ostvarenih radom na programu Onečišćenja i radioaktivnost u okolišu i zaštita od zračenja prema gospodarstvu. Cilj 13. Sustavno usmjeravanje rezultata znanstvenog rada prema oblikovanju novih tehnologija u svrhu: razvoja instrumentacije za nadzor okoliša oblikovanja novih materijala oporabe svekolikog otpada kojim je opterećen okoliš i čiju štetnost možemo utvrditi sustavnim istraživanjima u okolišu. 25
© Copyright 2024 Paperzz