MULTI D
 
Vývoj inovativní formy suplementu vitaminu D založené na principech udržitelné technologie s odpovědným přístupem k životnímu prostředí
Cílem projektu je vyvinout inovativní formu suplementu vitaminu D založenou na principech udržitelné technologie s odpovědným přístupem k životnímu prostředí. Suplementace vitaminu D v České republice se pokládá za nezbytnou pro veškerou populaci od novorozeňat přes dospělé obyvatelstvo až po geriatrickou část. U pacientů léčících se chronickými chorobami nebo u obézních pacientů je navíc složité udržet dostatečnou hladinu vitaminu D v krvi. Stávající řešení suplementace vitaminu D založené na chemické extrakci vitaminu D2 z kvasinek anebo vitaminu D3 z ovčího lanolinu nezohledňují veganský, udržitelný přístup s ohledem na životní prostředí.
 
V rámci navrhovaného projektu se spojí multidisciplinární týmy kolaborativním výzkumem k vývoji a ověření účinnosti přirozené, organické, veganské formy vitaminu D vzniklé ozářením kvasinek UVB zářením a použití takto obohacených kvasinek nebo jejich částí k přípravě doručovacího systému vitaminu D s vyšší biologickou dostupností, postupným uvolňováním a zvýšeném komfortu užívání. Na základě vícestupňového testování in-vitro, in-vivo v rámci farmakokinetické studie a v klinické studii na zdravých jedincích se zvýšenou fyzickou zátěží budou vybrány nejvhodnější preparáty pro lidskou výživu. Výstupy projektu budou představovat tři funkční vzorky jako soubor vhodných mikroorganismů a soubor kvasinkových částí s různými technologickými vlastnostmi, dvě ověřené technologie s popsaným způsobem výroby v poloprovozním měřítku a recenzované odborné publikace s popsaným způsobem dávkování dvou vzniklých preparátů.
 
Projektové konsorcium tvoří hlavní příjemce firma EPS biotechnology, která je zodpovědná za přípravu kvasinek s obsahem vitaminu D2 a také vývoji inovativní formy doručování vitaminu D. Partnerem projektu je Ostravská Univerzita,  především Centrum nutričního výzkumu a obezitologie, jehož úkolem bude ověření účinnosti nové formy vitaminu D v preklinické a klinické studii. V rámci projektu kladen důraz na diseminaci výsledků pro odbornou veřejnost prostřednictvím prezentací na konferencích a seminářích, uspořádání workshopů a publikacemi v odborných periodikách.

Informace z průběhu realizace I. etapy

V první etapě došlo k vyhodnocení výsledků screeningu mikroorganismů určených pro lidskou výživu na nejvyšší množství obsaženého ergosterolu, vlivu podmínek kultivace na množství ergosterolu a obsahu ergosterolu v kvasničných derivátech. Byl sestaven návrh prototypu ozařování, vybraná vhodná UV-lampa a došlo k zajištění dodavatelů jednotlivých částí.
 
 
Screening kvasinek
 
Mezi nejlepší producenty se řadí pivovarské kmeny ležáckých kvasinek S.pastorianus a dále pak druh S.cerevisiae, kdy probiotický kmen kvasinky S.cerevisiae var. boulardii vykazuje vyšší produkci než vinařské kmeny.
Obr. 1: Obsah sumy ergosterolu a 24(28)dehydroergosterolu a samotného ergosterolu u kmenů saccharomycetních a nesaccharomycetních kvasinek po kultivaci v YPD médiu.
Výběr UV lampy
 
Ozařováním ergosterolu UV zářením dochází ke vzniku 3 produktů: previtaminu D2, tachysterolu a lumisterolu. Pouze previtamin D2 je následně termicky (teplota nad 20 °C) přeměňován na vitamin D2.
 
Při teplotě nad 20 °C je previtamin D2 velmi rychle přeměňován na vitamin D2 termickou reakcí.
 
Celková rychlost přeměny ergosterolu na vitamin D2 probíhá kinetikou nultého řádu. Rychlost přeměny tedy nezávisí na počáteční koncentraci ergosterolu a je lineární.
Pro přeměnu ergosterolu na vitamin D2 je dále důležité, aby zvolený UV zářič poskytoval záření takové vlnové délky, které je co nejblíže absorpčnímu maximu ergosterolu (282 nm), případně je v oblastech, kde ergosterol výrazně absorbuje.
Obr.2: Úbytek ergosterolu v suspenzi kvasinek při použití vybraných UV lamp.

Informace z průběhu realizace II. etapy

V druhé etapě došlo ke konfigurace systému ozařování kvasinek v malém měřítku, začlenění systému ozařování do bioprocesu a následně prvním testům v poloprovozu na selektovaných kmenech kvasinek. Pro hodnocení účinnosti transformace ergosterolu na vitamin D2 byla vyvinuta přesná metoda HPLC pro detekci vitaminu D2, D3 a ergosterolu v kvasničné biomase.  U přípravku MultiD jsou zde prezentovány výsledky enkapsulace vitaminu D3 s použitím různých kvasničných derivátů a s vybranou šarží pak byly vyhodnoceny testy in vitro.
 
Partner projektu Lékařská fakulta Univerzity Ostrava se pak věnovala teoretické a materiálové přípravě na farmakokinetickou studii, klinickou studii a analytickou metodu k detekci derivátů vitaminu D3 v séru.
 
 
Začlenění ozařování do bioprocesu
 
Z laboratorního testování vyplynulo, že systém ozařování je účinnější s obsahem sušiny cca 5 hm.% odpovídající buněčné suspenzi po kultivaci v reaktoru. Na základě kinetické rovnice byla spočtena doba potřebná ke vzniku poloviny maximálního možného množství vitaminu D2 na 25,5 min. Poloha zapojení UV lampy (Obr. 3) a rychlost čerpání měla důležitý dopad na množství vzniklého vitaminu D2.
Obr. 3: Vertikální zapojení UV lampy do uzavřeného okruhu s bioreaktorem
Enkapsulace vitaminu D3 do kvasničných derivátů
 
Metodou mikronizace na sprejové sušárně BUCHI- B 290 byly připraveny jednotlivé formulace mikročástic vitaminu D3 s různými frakcemi kvasničných derivátů. Na základě vyhodnocení účinnosti enkapsulace a výtěžku byly vybrány nejvhodnější kvasničné deriváty.
Obr. 4: SEM obrázek formulace vitaminu D3 s kvasničnými deriváty šarže MP_m (vlevo), SEM obrázek formulace vitaminu D3 bez kvasničných derivátů šarže MP_o (vpravo).
In-vitro testování
 
Postupné uvolňování aktivní molekuly se hodnotí na základě simulace žaludečního a enterického prostředí, tzv. pH skokem. Po dobu 2 hodin je přípravek vystaven prostředí s nízkým pH (pH=2, prostředí žaludku) a následně přemístěn do prostředí s pH 7,4  po dobu 6 hodin (simulace prostředí tenkého střeva). Teplota je nastavena na 37 °C. Z grafu uvedeném na Obr. 5 lze jasně pozorovat zvýšení množství rozpuštěného (uvolněného) Vitaminu D3 s formulací s použitím kvasničných derivátů oproti kontrole formulace bez kvasničných derivátů.
Obr. 5: Procento uvolněného vitaminu D3 z mikročástic obsahující kvasničné deriváty (šarže MP_m, modrá křivka) a mikročástice bez přídavku kvasničných derivátů (MP_o, oranžová křivka)
Studie in vitro propustnosti přes žaludeční a intestinální sliznice ukázaly, že enkapsulovaný vitamin D vykazoval příznivou kinetiku uvolňování a zvýšený transport přes membrány ve srovnání s volným vitaminem D (Obr. 6).
Obr. 6: Celkové množství vitaminu D uvolněného ze žaludeční sliznice a ze sliznice tenkého střeva. Modré sloupce značí enkapsulovaný vitaminu D3 a oranžové sloupce značí čistý vitamin D3.

PODPORA PROJEKTU

Program / Výzva:
Operačního program Technologie a aplikace pro konkurenceschopnost, 1. Výzva
Název projektu:
Strategie ke zvýšení biodostupnosti vitaminu D
Registrační číslo
projektu:
CZ.01.01.01/01/22_002/0000865
TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKOU UNIÍ Z PROSTŘEDKŮ FONDU PRO REGIONÁLNÍ ROZVOJ V RÁMCI OPERAČNÍHO PROGRAMU PODNIKÁNÍ A INOVACE PRO KONKURENCESCHOPST POD ZÁŠTITOU MINISTERSTVA PRŮMYSLU A OBCHODU.

PŘÍJEMCI PODPORY

JECMEN
NANO 8
MULTI D
NANOFENREM
MIKROŘASY
KOKULTGÉ
OIL-AID
OPENREACTOR
NEXUS
NUCLEOFUN
HYBRA
BIOGAS

EPS biotechnology, s.r.o.
web EPS
kde jsme
zavolejte
mapa webu

UKONČENÉ PROJEKTY
ANAREM   ǀ   CARRIER   ǀ   Elektřina   ǀ   Techtool   ǀ   Sanační modul   ǀ   Denitrifikace   ǀ  BioSurfaktant   ǀ   Odsiřování   ǀ   Inokulum   ǀ   Trvalá Prosperita   ǀ   EUREKA   ǀ   Vinter   ǀ   Konsor   ǀ   Vinifer   ǀ   Ryby   ǀ   Snip   ǀ   Lowine   ǀ   Steril   ǀ   Bcov   ǀ   Vmscv   ǀ   Twink   ǀ   Pesticidy   ǀ   Naki   ǀ   Agrised   ǀ   Revit   ǀ   Porem   ǀ   NNP5   ǀ   Nos   ǀ   Navino   ǀ   Neoeno   ǀ   Stimul   ǀ   Mikropivo   ǀ   Newsec   ǀ   Sikoc   ǀ   Ferin   ǀ   Elipes   ǀ   Beersan   ǀ   Bioreg   ǀ   Brettin