Development of a novel continuous Extracellular Vesicle production system

Projektbeschreibung

Gesündere Lebensmittel durch fortschrittliche Methoden im Nanomaßstab

Funktionelle Lebensmittel lassen sich durch bioaktive Nährstoffe verbessern, die die Gesundheit fördern und gesundheitliche Beschwerden mindern. Durch Verkapselung kann außerdem die Aufnahme von schlecht assimilierten Substanzen verbessert werden. Dank innovativer Methoden im Nanomaßstab entstehen nun zunehmend alternative Möglichkeiten zur Abgabe von Nutrazeutika. Das EU-finanzierte Projekt greenEV schlägt die Entwicklung eines kontinuierlichen Kultursystems für Pflanzengewebe vor, um Nichtsäuger-Nanovesikel herzustellen, die zur Verkapselung, Freigabe und Verbesserung der Bioverfügbarkeit ausgewählter Nutrazeutika eingesetzt werden können. Pflanzenvesikel sind den extrazellulären Vesikeln (EV) von Säugetieren morphologisch ähnlich. Das Projekt wird ein innovatives System zur Herstellung von EV auf pflanzlicher Basis entwickeln. Es nutzt außerdem eine integrierte, analytische Pipeline zur Isolierung, Charakterisierung, Verkapselung, Aufnahme und toxikologischen Beschreibung von extrazellulären Vehikeln, die von Pflanzen ausgeschieden werden.

Ziel

Functional foods boosted with bioactive nutrients to enhance health and mitigating disease conditions are experiencing an amazing progress. Encapsulation is becoming an important strategy to enhance the bioavailability of poorly absorbed compounds and developing healthy foods. In this context, novel nano-scale approaches to create alternative delivery options for nutraceuticals are emerging. GreenEV aims to develop a continuous plant tissue culturing system for the manufacturing of non-mammalian nanovesicles, and exploit them for the encapsulation, release and bioavailability enhancement of selected nutraceuticals. Plants cells have been shown to physiologically release phospholipid membrane-surrounded vesicles into the apoplast and environment. These vesicles are morphologically similar to mammalian extracellular vesicles (EVs). The process that drive the vesicle formation and their release through the semi-rigid cell wall is not trivial, and will be studied in the greenEV.

The experienced researcher is a plant biologist with strong background in plant tissue culturing who team-up with the Institute of Biosciences and BioResources (IBBR) with considerable expertise in EV research to realize a uniquely interdisciplinary research program. The research proposed here will realize the following concrete objectives: 1. Set-up a novel, plant-based EV production system, 2. Employ an integrated analytical pipeline for the isolation, characterization, encapsulation, uptake and toxicological profiling of plant secreted EVs. Neither of these objectives have been addressed before and both have high potential to expand the knowledge in the field and to drive the research activity towards industrialized continuous production of plant EVs. The research objectives are integrated with concerted training objectives in EV research, omics, outreach program, dissemination events and considerable knowledge transfer in plant tissue culturing from the researcher to the IBBR host group.