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

VINTER
KONSOR
VINIFER
RYBY
SNIP
LOWINE
STERIL
BČOV
VMSČV
TVINK
PESTICIDY
NAKI
AGRISED
REVIT
POREM
NNP5
NOS
NAVINO
NEOENO
STIMUL
MIKROPIVO
NEWSEC
SIKOČ
FERIN
ELIPES
BEERSAN
JECMEN
BIOREG
NANO 8
MULTI D
BRETTIN
NANOFENREM
MIKROŘASY
KOKULTGÉ
OIL-AID
OPENREACTOR

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