Biotehnologija 4

Opis predmeta

SADRŽAJ PREDMETA

1. Biotehnološka proizvodnja lijekova (antibiotika i ergot alkaloida)

P: Sekundarni metabolizam u mikroorganizama – biosinteza antibiotika. Biotehnološki proces proizvodnje antibiotika. Kružno (reciklirajuće) gospodarstvo u biofarmaceutskoj tvornici. Biotehnološka proizvodnja ergot alkaloida kao lijekova.

S: Biotehnološki proces proizvodnje antibiotika. Biotehnološka proizvodnja ergot alkaloida.

V: Detekcija antibitičke aktivnosti - mikrobni antagonizam. Određivanje utjecaja koncentracije antibiotika na rast test-mikroorganizama u tekućoj i čvrstoj hranjivoj podlozi. Određivanje koncentracije antibiotika metodom difuzije

2. Važnost kontinuiranog razvoja novih antibiotika

P: Historijat biotehnološke proizvodnje antibiotika i nove strategije u biosintezi novih antibiotika.

S: Alternativne antimikrobne strategije.

V: Određivanje koncentracije rezidua kloramfenikola u mlijeku ELISA metodom. Određivanje osjetljivosti bakterija na antibiotike i detekcija gena odgovornih za antibiotičku rezistenciju.

3. Alternativne antimikrobne strategije

P: Bakteriocini i drugi ribosomski sintetizirani peptidi kao alternativna antimikrobna strategija. Probiotički, prebiotički i sinbiotički koncept – temelj proizvodnje živih lijekova

S: Alternativne antimikrobne strategije.

4. Fine kemikalije-vitamini, hormoni, proizvodi biljnih stanica i morskih organizama

P: Proizvodnja odabranih finih kemikalija-vitamini i hormoni. Kulture biljnih stanice te njihova primjena u biotehnološkoj proizvodnji finih kemikalija. Genetička transformacija biljaka. Proizvodnja lijekova i specifičnih kemikalija iz organizama iz mora

S: Pristupi i optimiranje biotehnološke proizvodnje odabranih vitamina, hormona i sekundarnih metabolita biljnih stanica

V: Izolacija kolesterola iz prirodnih sirovina-ekstrakcija, uparavanje i prekristalizacija. Identifikacija pomoću TLC. Priprava i sterilizacija podloge za uzgoj kalusa. Subkultiviranje kalusa.

5. Virusna cjepiva i regulativa u području biofarmaceutika

P: Proizvodnja virusnih cjepiva. Biotehnološki lijekovi-razvoj, regulativa i patenti

S: Proizvodnja i tržište biofarmaceutika

V: Uzgoj biomase životinjskih stanica-aseptična tehnika rada, uvjeti uzgoja, morfologija stanica

ISHODI UČENJA

• analizirati procesne parametre u proizvodnji antibiotika u svrhu procjene učinkovitosti biotehnloškog procesa
• objasniti biotehnološku proizvodnju vitamina, hormona i proizvoda iz organizama iz mora
• objasniti faze razvoja te postupke proizvodnje lijeka za humanu uporabu s naglaskom na virusna cjepiva
• objasniti glavne faze biotehnološkog procesa proizvodnje, izolacije i pročišćavanja antibiotika u svrhu priprave farmaceutskih pripravaka
• objasniti specifičnosti uzgoja biomase životinjskih stanica
• odrediti koncentracije antibiotika primjenom mikrobioloških metoda za kvantitativno određivanje antibiotika i ELISA metode
• odrediti osjetljivost/otpornost bakterija na antibiotike te detektirati gene odgovorne za antibiotičku rezistenciju PCR metodom     
• opisati glavne proizvode kulture biljnih stanica
• prirediti i sterilizirati podlogu za uzgoj te provesti postupak precjepljivanja kalusa
• skicirati opću shemu biotehnološkog procesa proizvodnje antibiotika

PREDUVJETI ZA UPIS:

• Biotehnologija 2
• Biokemija 1
• Biokemija 2
• Mikrobiologija
• Fenomeni prijelaza
• Jedinične operacije

Nastava

Literatura

Obavezna literatura:

1. J. Šušković, B. Kos: Biotehnologija 4: Biotehnološka proizvodnja lijekova (interna skripta, predavanja)

2. Z. Kniewald (1993): Vitamini i hormoni-proizvodnja i primjena, Hrvatska sveučilišna naklada, Zagreb, str. 40-42, 87-93.

3. B. Kos, J. Šušković, J. Novak, A. Leboš Pavunc (2020) Bakteriocini i probiotici kao alternativne antimikrobne strategije u borbi protiv rezistencije na antibiotike. U: Antimikrobna rezistencija - izazovi i rješenja (I. Kosalec, ured.), udžbenik Sveučilište u Zagrebu, u tisku, str. 186-211.

4. J. Šušković, B. Kos, B. Šantek, Z. Kniewald, V. Mrša, M. Hruškar, J. Frece, V. Gaurina Srček, A. Slavica, J. Novak, A. Leboš Pavunc (2019) Biotehnologija u Hrvatskoj – povijesna baština i suvremeni trendovi, Annual of the Croatian Academy of Engineering, Vol. 2019 No. 1, str. 438-484. 

5. G. Jagschies, E. Lindskog, K. Lacki, P. M. Galliher (ured.) (2018) Biopharmaceutical processing: development, design, and implementation of manufacturing processes. Elsevier.

6. B. Kos, J. Novak, J. Šušković (2016) Mikrobni antagonizam i određivanje osjetljivosti mikroba na antimikrobne spojeve. U: Priručnik za vježbe iz opće mikrobiologije / Hajsig, D; Delaš, F (ur.). Zagreb, Hrvatsko mikrobiološko društvo str. 77-90.

7. J. Šušković, B. Kos (2007): Mikrobiološke metode i antibiotici. U: Metode u molekularnoj biologiji, Ambriović Ristov, Andreja; Brozović, Anamaria; Bruvo Mađarić, Branka; Ćetković, Helena; Hranilović, Dubravka; Herak Bosnar, Maja; Katušić Hećimović, Silva; Meštrović Radan, Nevenka; Mihaljević, Snježana; Slade, Neda; Vujaklija, Dušica (ured.), Institut “Ruđer Bošković”, Zagreb, str. 949-963.

8. J. Šušković, B. Kos, J. Novak, A. Leboš Pavunc: Biotehnologija 4: Biotehnološka proizvodnja lijekova, Laboratorijske vježbe (interna skripta)

9. V. Gaurina Srček, I. Radojčić Redovniković, I. Slivac, K. Radošević: Biotehnologija 4 (II dio): Radni materijal za vježbe

Dopunska literatura:

1. M.-K. Yeh (ured.) (2018) Biopharmaceuticals, IntechOpen, Open access peer-reviewed Edited Volume, https://www.intechopen.com/books/biopharmaceuticals
2. W. Jiskoot, G. F. A. Kersten, E. Mastrobattista, B. Slütter (2019) Vaccines. U: Crommelin D., Sindelar R., Meibohm B. (ured.) Pharmaceutical Biotechnology. Springer, Cham, str. 281-304. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-00710-2_14#citeas
3. P. H. Rampelotto, A. Trincone (ured.) (2018) Grand Challenges in Marine Biotechnology, Springer (pdf format).
4. Z. Kniewald i sur. (2000) Priručnik za pripravu i izolaciju biološki djelatnih supstancija, Alfej d.o.o., Zagreb