Kód projektu: 09I03-03-V03-00086
Názov investície: 3: Excelentná veda
Názov projektu: Translačný výskum v oblasti diagnostiky a liečby úpalu
Názov komponentu: 9. Efektívnejšie riadenie a posilnenie financovania výskumu, vývoja a inovácií
Trvanie projektu: od 07/2024 – do 06/2026
Indikatívna výška prostriedkov mechanizmu určených na Projekt: 2 031 816.85 Eur
Zodpovedný riešiteľ: PharmDr. Andrej Kováč, PhD.
Výskum tepelného stresu na Slovensku (BioHeat)
Extrémne horúčavy sa v dôsledku klimatických zmien stávajú čoraz častejšími a intenzívnejšími. Tepelný stres predstavuje významné riziko pre zdravie obyvateľstva, pričom najviac ohrození sú starší ľudia, deti, osoby s chronickými ochoreniami a pracovníci vykonávajúci činnosť vo vonkajšom prostredí alebo v prevádzkach s vysokou teplotnou záťažou (poľnohospodári, stavbári, cestári, vojaci).
Cieľom nášho výskumu je komplexne zhodnotiť vplyv tepelného stresu na zdravie človeka a identifikovať faktory, ktoré zvyšujú alebo naopak znižujú riziko nepriaznivých zdravotných následkov. Zameriavame sa na monitorovanie fyziologických zmien organizmu počas expozície vysokým teplotám.
Na výskum používame predovšetkým myšací model, ktorý bol zavedený na našom pracovisku. Pomocou pokročilých analytických metód hmotnostnej spektrometrie analyzujeme vzorky plazmy a mozgového tkaniva s cieľom identifikovať biomarkery tepelného stresu, ako sú proteíny, metabolity a lipidy. Na základe dát hodnotíme biologické odpovede organizmu na expozíciu vysokým teplotám, individuálnu variabilitu a identifikujeme rizikové skupiny populácie so zvýšenou citlivosťou na teplotnú záťaž.
Výsledky výskumu prispejú k lepšiemu pochopeniu mechanizmov, ktorými vysoké teploty ovplyvňujú ľudský organizmus, a vytvoria vedecký základ pre návrh účinných preventívnych opatrení. Naším cieľom je podporiť ochranu verejného zdravia, zvýšiť pripravenosť zdravotníckeho systému na obdobia extrémnych horúčav a poskytnúť odporúčania na tvorbu národných adaptačných stratégií v podmienkach zmeny klímy.
Projekt stavia na dlhoročnej spolupráci s prof. Kenji Dohi, MD, PhD, zo Showa University v Tokiu, ktorá patrí medzi popredné svetové pracoviská vo výskume tepelného stresu. Spoločný výskum prepája poznatky základnej vedy a klinickej medicíny, čím vytvára priestor na lepšie pochopenie mechanizmov, ktorými vysoké teploty ovplyvňujú ľudský organizmus.
Medzinárodná spolupráca umožňuje výmenu odborných skúseností, zavádzanie moderných výskumných metód a prenos najnovších vedeckých poznatkov do praxe. Výsledky projektu zároveň prispejú k návrhu účinných preventívnych opatrení a k zvýšeniu odolnosti obyvateľov Slovenska voči dôsledkom klimatických zmien.
Zodpovedný riešiteľ: PharmDr. Andrej Kováč, PhD
Spoluriešitelia
Mgr. Petra Majerová, PhD
MUDr. Dorothy Wasike
Doc. PharmDr. Juraj Piešťanský, PhD
Obrázok 5. Schematický prehľad zmien v kynurenínovej metabolickej dráhe. Plné šípky označujú enzýmové reakcie, zatiaľ čo prerušované šípky predstavujú mikrobiálne alebo nepriame metabolické dráhy.
Publikácie:
Majerova et al. Kynurenine pathway metabolomics in heatstroke: a validated LC-MS/MS method reveals compartment-specific neurochemical disruption in a murine model. bioRxiv 2026.06.29.735282
Miyamoto K et al. Heatstroke-induced late-onset neurological deficits in mice caused by white matter demyelination, Purkinje cell degeneration, and synaptic impairment in the cerebellum. Sci Rep. 2022
Heatstroke Research in Slovakia (BioHeat)
Extreme heat events are becoming increasingly frequent and intense due to climate change. Heatstroke poses a significant risk to public health, particularly for older adults, children, individuals with chronic diseases, and people working outdoors or in high-temperature environments, including agricultural, construction, road maintenance, and military workers.
The aim of our research is to comprehensively assess the impact of heat stress on human health and to identify factors that increase or, conversely, reduce the risk of adverse health outcomes. We focus on monitoring physiological changes in the organism during exposure to elevated temperatures.
The research is primarily conducted using a mouse model established at our institution. Using advanced mass spectrometry-based analytical methods, we analyze plasma and brain tissue samples to identify biomarkers of heatstroke, including proteins, metabolites, and lipids. Based on these data, we evaluate biological responses to heat exposure, individual variability, and identify vulnerable population groups with increased sensitivity to thermal stress.
The results of this research will contribute to a better understanding of the mechanisms by which high temperatures affect the human body and will provide a scientific basis for the development of effective preventive strategies. Our goal is to support public health protection, enhance healthcare systems’ preparedness for extreme heat, and provide evidence-based recommendations for national climate adaptation strategies.
The project builds on long-term collaboration with Prof. Kenji Dohi, MD, PhD, from Showa University in Tokyo, one of the leading global institutions in heatstroke research. This partnership integrates knowledge from basic science and clinical medicine, creating a framework for a deeper understanding of the mechanisms through which high temperatures affect the human body.
International collaboration enables the exchange of expertise, the implementation of advanced research methodologies, and the translation of cutting-edge scientific findings into practice. The project outcomes will also contribute to the development of effective preventive measures and to increasing the resilience of the Slovak population to the impacts of climate change.
Principal investigator: Pharm.D. Andrej Kováč, PhD
Investigators:
Mgr. Petra Majerová, PhD
MUDr. Dorothy Wasike
Doc. PharmDr. Juraj Piešťanský, PhD
Figure 5. Schematic overview of KP changes detected in this study. Arrows indicate enzymatic reactions (solid) or microbial/indirect pathways (dashed).
Publications:
Majerova et al. Kynurenine pathway metabolomics in heatstroke: a validated LC-MS/MS method reveals compartment-specific neurochemical disruption in a murine model. bioRxiv 2026.06.29.735282
Miyamoto K et al. Heatstroke-induced late-onset neurological deficits in mice caused by white matter demyelination, Purkinje cell degeneration, and synaptic impairment in the cerebellum. Sci Rep. 2022