METROFOOD-CZ je jedinečná výzkumná infrastruktura pro oblasti potravin a výživy. Jejím hlavním cílem je provozovat zařízení pro nový interdisciplinární výzkum v oblastech od primární zemědělské výroby, zpracování a technologie potravin, až po kvalitu, autenticitu, bezpečnost a vysledovatelnost potravin, surovin, produktů a doplňků stravy, a tento výzkum podporovat. METROFOOD-CZ poskytuje otevřený přístup nejenom v oblasti využití špičkového přístrojového vybavení pro analýzu zemědělských produktů a potravin, možnosti experimentů na pokusných políčkách a stájích, vývoji nových potravinářských výrobků a testování inovativních technologií, ale nabízí i špičkové odborníky v oblasti agro-potravinářského sektoru a příslušné metrologii.

Fytokanabinoidy, sekundární metabolity Cannabis sativa L., představují jedinečnou skupinu sloučenin vykazujících řadu zdravotně prospěšných biologických účinků, včetně protizánětlivých. Subklinický zánět je zároveň znám jako hlavní promotor aterosklerózy (potažmo aterotrombózy), obvykle následované závažnými civilizačními onemocněními, infarktem a mozkovou mrtvicí. Hlavním cílem navrhovaného výzkumu je izolovat čisté fytokanabinoidy z rostlin konopí a zkoumat jejich kombinovaný účinek na inhibici prozánětlivých interleukinů v signální dráze cytokinů pomocí in vitro a in vivo systémů. Kromě toho bude testována také biologická dostupnost kanabinoidů po formulaci do lipozomů a nanomicel. V neposlední řadě bude studován účinek „synergie konopí“ jakožto interakce kanabinoidů a dalších přirozených složek konopné matrice.

Chlorované parafiny (CP) představují velmi sledovanou a rozšířenou skupinu látek znečišťujících životní prostředí, které jsou v současné době celosvětově předmětem zájmu různých organizací a agentur zaměřených na ochranu životního prostředí, zdraví a bezpečnost potravin. Pro řadu lipofilních kontaminantů jako např. polychlorované bifenyly a které se v minulosti vyskytovaly v potravinách na vysokých hladinách bylo prokázáno, že mohou indukovat metabolický syndrom a ovlivňovat diferenciaci adipocytů. Avšak vzhledem k rozdílným fyzikálně-chemickým vlastnostem CP a složitosti jejich směsí je jejich účinek špatně předvídatelný. Implementace analytických metod založených na plynové chromatografii ve spojení s hmotnostní spektrometrií s vysokým rozlišením pro stanovení CP ve vzorcích životního prostředí i lidských vzorcích poskytne jedinečnou informaci o zátěži české populace. Zkoumání vlivu CP na diferenciaci adipocytů a rozvoj oxidačního stresu a/nebo zánětu přinese nové poznatky o těchto kontaminujících látkách na lidské zdraví.

Účinná kontrola fusariové infekce ječmene má vzhledem k riziku produkce mykotoxinů velký význam pro sladovnický průmysl. Pro zlepšení bezpečnosti finálního sladu a piva je velmi žádoucí zavedení přístupů, které snižují růst plísní během sladování. I když doposud byla testována řada fyzikálních, chemických a biologických metod, žádná z nich nesplňovala všechna požadovaná kritéria týkající se účinnosti ošetření a kvality sladu. V tomto kontextu představuje technologie pulzního elektrického pole (PEF) zajímavou alternativu s potenciálem efektivní mikrobiální inaktivace s minimálními nežádoucími účinky. Náš výzkum bude zahrnovat nové genomické, transkriptomické a metabolomické přístupy založené na moderních molekulárně genetických metodách a vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrii, které budou charakterizovat fyzikálně-chemické a (bio)chemické změny, ke kterým dochází po aplikaci PEF na fusarii infikovaný ječmen. Dále bude vyhodnocen vliv PEF na kvalitativní parametry meziproduktů a finálních produktů sladařsko-pivovarské technologie s cílem posoudit budoucí aplikovatelnost v praxi.

Ateroskleróza velkých cév je nejčastější příčinou ischemické cévní mozkové příhody a celosvětově nejčastější příčinou úmrtí a invalidity. Diagnóza karotických aterosklerotických plátů se posunula od čisté kvantifikace stenózy k podrobnější charakterizaci plaků včetně složení plátů a mikroembolizačního potenciálu, což umožňuje přesnější stratifikaci rizika iktu a péče o pacienty. Vývoj omických technologií umožnil metabolomický a lipidomický screening aterosklerotických plaků. Nedávno publikované studie odhalily narušení glutathionových a purinových drah ovlivňujících redoxní homeostázu v aterosklerotických lézích, navíc byly pozorovány zvýšené hladiny lysofosfolipidů, sfingomyelinů a ceramidů. Transkraniální doppler (TCD) je schopen detekovat mikroembolický materiál (plynný i pevný) v intrakraniálních tepnách neinvazivně. Ačkoli jsou tyto mikroemboly klinicky němé, mohou být klinicky důležité, protože indikují zvýšené riziko cévní mozkové příhody nebo kognitivního poklesu. Předpokládáme, že: 1 / metabolom plátu a / nebo plazmy (včetně lipidomu) se významně liší mezi symptomatickými a asymptomatickými karotickými pláty způsobujícími stenózu nad 50%; 2 / metabolom plátu (včetně lipidomu) významně koreluje s detekovanými mikroembolickými signály pomocí transkraniálního Dopplera před karotickou endarterektomií. 3 / metabolom (včetně lipidomu) tromboembolů se u pacientů s kardioembolickou a aterosklerotickou aterosklerózou cévní mozkové příhody liší, zatímco metabolom tromboembolu u pacientů se symptomatickou stenózou karotidy bude korelovat s metabolomem (včetně lipidomu) příslušného nestabilního karotického plátu. Byly získány předběžné údaje a provedeny výpočty velikosti vzorku.

Syndrom obstrukční spánkové apnoe (OSA) je častým (obvykle přehlíženým, nediagnostikovaným a neléčeným) onemocněním, které výrazně zvyšuje kardiovaskulární, nádorovou a celkovou úmrtnost, jakož i zvyšuje riziko rozvoje diabetes mellitus 2. typu a nealkoholické steatohepatitidy. Navíc standardní terapie kontinuálním pozitivním přetlakem v dýchacích cestách (CPAP) je pacienty špatně tolerována a akceptována, což ponechává významný podíl (~ 60–70%) pacientů, kteří léčbu netolerují, ve vysokém riziku kardiovaskulárních a metabolických chorob. Vývoj nových, pravděpodobně farmakologických možností léčby je tak zcela opodstatněný. Zastřešující myšlenkou tohoto projektu je, že metabolické poruchy spojené s OSA a dalšími stavy charakterizovanými hypoxií (konkrétně: diabetes mellitus 2. typu, dyslipidémie a nealkoholická steatohepatitida) jsou příčinně zprostředkovány zvýšenými hladinami cirkulujících volných mastných kyselin (FFA) pocházejících z hypoxií-indukované lipolýzy v subkutánní a viscerální tukové tkáni. Zvýšená plazmatická koncentrace FFA následně indukuje inzulínovou rezistenci v cílových orgánech, včetně jater, což má za následek zvýšení produkce glukózy v játrech a zvýšení zásob lipidů v játrech – charakteristický znak metabolických poruch u pacientů s diabetes mellitus 2. typu. Již dříve jsme prokázali, že hypoxie představuje silný stimulus pro lipolýzu a uvolňování FFA do oběhu a že farmakologická inhibice lipolýzy brání rozvoji diabetu typu 2. typu u myší. Cílem navrhovaného projektu je A) lépe porozumět poruchám lipolýzy tukové tkáně u OSA pacientů a B) přenést experimentální pozorování do smysluplné klinické aplikace u lidských pacientů – identifikovat nové sloučeniny se silným antilipolytickým účinkem a definovat potenciál těchto molekul jakožto léčiv pro úpravu glukózové a lipidové homeostázy spojené u OSA pacientů.

Cílem projektu zaměřeného na ´jedlý hmyz´ je přispět k inovativnímu posílení udržitelnosti potravinářské produkce ČR a poskytnout podporu sledovatelnosti ´od farmy na vidličku´. Zohledněno je nařízení EP a Rady 2015/2283 o nových potravinách i schvalovací procesy EFSA v této oblasti. Klíčovým výzkumným cílem projektu je vývoj souboru moderních laboratorních metod pro identifikaci druhů hmyzu určených pro lidskou spotřebu nebo pro výrobu zpracované živočišné bílkoviny; zahrnuta je i problematika falšování potravin s hmyzem. Komplexně pojaté řešení (aplikovatelné i pro kontrolu krmiv) předpokládá úspěšnou realizaci dílčích cílů - vývoj vzájemně komplementárních metod založených na různých principech: (i) analýza DNA, sekvenace; (ii) proteomika; (iii) metabolomika; (iv) lektinová imunochemie.

Cílem projektu je zdokonalit systém integrované ochrany hlavních druhů polní zeleniny. Zhodnotit účinnost přípravků proti spektru plevelů, škůdcům a původcům chorob s novými účinnými látkami a navrhnout rozšíření spektra pesticidů využívaných v zelenině. Zdokonalit metody monitorování pro významné škůdce a metody signalizace potřeby a termínu ošetření pro vybrané patogeny zeleniny. Provést analýzy reziduí pesticidů v produktech vybraných druhů zelenin a sestavit modely degradace reziduí. Navrhnout postup, jak z modelů degradace stanovovat akční ochranné lhůty pro nízkoreziduální a bezreziduální produkci zeleniny. Provést analýzy reziduí pesticidů v půdě po aplikaci přípravků do předplodin a do zeleniny a navrhnout opatření pro minimalizaci rizik poškození plodin.

Cílem projektu je vytvoření unikátní databáze metabolomických ´fingerprintů´ jablek různého geografického původu, která by posloužila k ověření jejich autenticity. Opakované vstupy v různých letech sklizně umožní podchycení variability metabolomu v důsledku meziročního kolísání klimatických podmínek, agrotechniky i podmínek skladování. K řešení navrhneme a využijeme matematicko-statistické modely, které jsou optimální pro hodnocení a validaci získaných výsledků. Plody jabloně z pěstitelských oblastí ČR bude možno pomocí těchto metod zařadit podle geografického původu, typu agrotechniky použité při pěstování a použitých pesticidů. Zaměříme se na odhalování případné falešné deklarace země původu. Tento výzkum posílí konkurenceschopnost českých prvovýrobců ovoce a omezí klamání spotřebitelů.

Cílem jsou nové produkty z obnovitelných zdrojů v návaznosti na strategii oběhového hospodářství využívající ekologicky šetrné technologie řešící jednotlivé prvky EGD týkající se aktuálních společenských a ekologických problémů. Efektivní využití odpadů pocházejících ze zemědělství, živočišné výroby či lesnictví i různých vyřazených staveb, elektrozařízení a plastů k získávání biostimulantů ze zeleného hydrolyzátu z živočišných odpadů, zemědělské rekultivace skládek směsným biouhlem s biostimulanty pro rychle rostoucí dřeviny, nové biopesticidy pro náhradu chemických pesticidů; katalyzátory pro syntézu petrochemických látek z etanolu na bázi lignocelulózových materiálů, ropné produkty z kompletní recyklace plastů, zelená energie opětovným využitím vyřazených solárních panelů atd.

Cílem projektu je, pomocí činností výzkumného centra „Voda“, přispět k lepšímu poznání v oblastech: - budoucích požadavků na vodu v podmínkách a)změny klimatu i b)touto změnou vyvolaných modifikací společnosti, - porovnání budoucích požadavků na vodu s množstvím disponibilní vody ovlivněným klimatickou změnou a určení deficitních území, - vlivu klimatické změny na ekosystémy, vlivu pokračujícího antropogenního ovlivnění vodního a na vodu vázaného prostředí, - vstupů, množství, cest a vlivu znečištění v aktuálních ukazatelích způsobujících nedosažení dobrého stavu vod, - snižování množství a míry znečištění v průmyslových odpadních vodách. Pomocí nových poznatků, zjištěných v rámci činnosti centra a pomocí jejich šíření bude možné přispět k větší resilienci společnosti následujícími způsoby: - přípravou adaptačních i mitigačních opatření, posouzením jejich účinnosti a to jednotlivě, v rámci jejich soustav i v rámci zapojení více jejich druhů, - optimalizací jejich návrhu z hlediska jejich účinnosti i ekonomické efektivnosti, - zlepšením, případně alespoň zachováním dobrého stavu složek životního prostředí v podmínkách změny klimatu. Projekt zajistí řešení aktuálních dlouhodobých výzkumných úkolů, které vyžadují potřebný čas a kapacity. Projekt je zaměřen zvláště na Specifický cíl 1 Programu, tj. zejména na problematiku vodního hospodářství, sucha, zmírňování jeho dopadů na lidská sídla, přírodu a zásobování obyvatelstva vodou. Klade si za cíl, stát se ve své oblasti významným příspěvkem pro vytvoření klimatického balíčku ČR. Věnuje se také ovšem i problematice povodní a to právě se zaměřením na aspekty ovlivnění povodní změnou klimatu. Cílem Projektu je také přispět k naplnění a aktualizaci základních koncepcí na úrovni státu i regionů, zejména Strategie přizpůsobení se změně klimatu, Koncepce ochrany před následky sucha, Národních plánů povodí a Plánů pro zvládání povodňových rizik. Výsledky projektu budou mít odraz také v oblasti legislativní.

Cílem projektu je výzkum a optimalizace produkce a izolace bioaktivních látek produkovaných tradičními českými léčivými bylinami, formulace těchto izolovaných látek do vhodných aplikačních forem a in-vitro studium biologické aktivity, případně i penetrace látek buněčnými bariérami modelujícími biologickou dostupnost pro organismus, s finálním záměrem využití takto získaných přírodních účinných látek v dermatologii, nutraceutice, dermokosmetice a obecně pro posílení obranyschopnosti organismu. Bioprospekce jednotlivých extraktů či izolovaných sloučenin či frakcí položí i dostatečný informativní vědecký základ pro lékařské využití (např. zjištěné antimikrobiální aktivity, protinádorové aktivity) včetně využití publikačního potenciálu pro zúčastněná vědecká pracoviště.

Řešení je zaměřeno na dosažení těchto cílů: -vypracování šetrných technologií ochrany jádrovin a drobného ovoce ve vztahu ke snížení chemických vstupů pro systémy nízkoreziduální a bezreziduální produkce -snížení výskytu kontaminantů v ovoci a tedy i omezení jejich dietárního příjmu konzumenty -vytipování pomalu degradujících účinných látek a látek s významným negativním vlivem na necílové organismy z důvodů jejich omezení nebo vyloučení ze systému náhradou účinnými biologickými přípravky nebo vhodnými novými přípravky na ochranu rostlin Výstupy projektu přispějí k omezení chemických vstupů do technologie produkce ovoce, zvýšení kvality a bezpečnosti ovoce a k omezení rizik negativních vlivů cizorodých látek na prostředí a zdraví populace ČR.

V současné době stále více narůstá spotřeba nelegálních omamných a psychotropních látek (OPL) napříč celou společností. Tím vyvstává nutnost rychlé a přesné analýzy zadržených OPL přímo v terénu. Pro tyto účely již existují různá řešení např. v podobě vybarvovacích testů (např. NIK testy), Ramanovy spektrometrie, či přenosných FTIR spektrometrů. Každá z těchto metod má však své limity a proto jsou snahy nalézt univerzálnější řešení. Jako vhodnou alternativou těchto metod se nabízí NIR spektrometrie, která by umožnila bez destrukce vzorku podat kvalitativní a kvantitativní výsledky měření v řádu sekund, a to bez nutnosti manipulace se vzorkem či jeho předúpravy, bez nutnosti investic do spotřebního materiálu a rovněž by umožnila také provádět analýzy přes transparentní obaly.