Badanie pożytecznych bakterii metodą obywatelską
Co zaskakujące, pomimo powszechnej wiedzy o tym, że pewne szczepy bakterii, jak na przykład te z rodziny Lactobacillus, mają korzystny wpływ na zdrowie, odżywianie i ekosystemy, bardzo niewiele wiemy o ich dynamice ewolucyjnej i cechach funkcjonalnych. Ta luka w wiedzy ogranicza naszą zdolność do pełnego wykorzystania ich potencjału w obszarach takich jak zdrowie kobiet, innowacyjna żywność czy zrównoważone rolnictwo.
Jak dobre bakterie przystosowują się do różnych środowisk
Nad rozwiązaniem tego problemu pracował zespół projektu Lacto-Be, wspieranego ze środków Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie), który postanowił dowiedzieć się, w jaki sposób pożyteczne bakterie, między innymi z rodziny Lactobacillus, dostosowują się do różnych środowisk, które zamieszkują – od ludzkiego organizmu po sfermentowaną żywność, a nawet rośliny i owady. „W tym celu połączyliśmy zaawansowane metody genomiczne i mikrobiologiczne z nauką obywatelską, aby zbadać bakterie Lactobacillus w trzech najważniejszych siedliskach”, wyjaśnia Sarah Lebeer(odnośnik otworzy się w nowym oknie) z Uniwersytetu Antwerpskiego(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Belgii, koordynatorka projektu Lacto-Be. „Badane siedliska obejmują żeński układ rozrodczy, sfermentowane warzywa i środowisko naturalne, w tym pszczoły i rośliny”. Pionierskim elementem projektu było badanie próbek pozyskanych od tysiąca obywateli. To sprawiło, że projekt Lacto-Be okazał się jednym z największych badań mikrobiomu w swojej klasie. „Opracowaliśmy również niezwykle funkcjonalne nowe oprogramowanie i narzędzia laboratoryjne, takie jak SCARAP, skalowalny zestaw narzędzi do analizy genomu i modele syntetyczne, pozwalające na zidentyfikowanie kluczowych cech adaptacyjnych pałeczek kwasu mlekowego w różnych siedliskach”, dodaje Lebeer.
Nowe gatunki bakterii we wszystkich trzech siedliskach
Praca ta doprowadziła do kilku ważnych odkryć. Udało się między innymi poszerzyć naszą wiedzę na temat mikrobiomu pochwy i jego powiązań ze stylem życia i czynnikami środowiskowymi. Praca ta była możliwa dzięki programowi badań metodą obywatelską Isala(odnośnik otworzy się w nowym oknie), realizowanemu jako część projektu Lacto-Be poświęconą zdrowiu kobiet. Ponad 6 000 kobiet zgłosiło się, aby pomóc naukowcom w ustaleniu, w jaki sposób witaminy, produkty do higieny menstruacyjnej i cykl menstruacyjny wpływają na mikrobiom pochwy. W ramach projektu uzyskano nowe informacje na temat tego, w jaki sposób sfermentowana żywność jest zdominowana przez pałeczki Lactobacillus i jakie procesy za tym stoją. Zebrano również dowody sugerujące, że zapylacze mogą zanosić określone pałeczki kwasu mlekowego na kwiaty, potencjalnie pomagając w zapobieganiu atakom przez patogeny roślin. „Wreszcie, we wszystkich trzech siedliskach udało nam się odkryć nowe gatunki bakterii o unikalnych właściwościach, takich jak produkcja związków przeciwdrobnoustrojowych”, mówi Lebeer. „Niektóre z tych związków obecnie czekają na opatentowanie”.
Właściwości antybakteryjne, biobank i narzędzia genomiczne
Wnioski z tych badań niosą ze sobą daleko idące skutki. Odkrycie właściwości przeciwdrobnoustrojowych może na przykład pomóc w zwalczaniu konkretnych zakażeń oraz przyczynić się do walki z opornością na antybiotyki. Izolaty pochodzenia roślinnego okazały się obiecujące jako środki kontroli biologicznej, a z kolei izolaty spożywcze mogą zwiększyć korzyści zdrowotne produktów fermentowanych. „Biobank i narzędzia genomiczne opracowane przez zespół projektu Lacto-Be są już wykorzystywane zarówno przez nas, jak i innych naukowców na całym świecie do opracowywania probiotyków nowej generacji i żywych produktów bioterapeutycznych”, mówi Lebeer. „A dzięki zaangażowaniu tysięcy obywateli pokazaliśmy, że nauka może być zarówno włączająca, jak i wpływowa”. W przyszłości Lebeer i jej zespół zamierzają kontynuować prace nad najbardziej obiecującymi szczepami bakterii w formie badań klinicznych i terenowych, a także ubiegać się o nowe patenty. Platforma Isala zyskuje zainteresowanie na arenie międzynarodowej, a „siostrzane” projekty są obecnie realizowane w kilkunastu krajach. „Współpracujemy również z partnerami w dziedzinie żywności, zdrowia i biotechnologii, aby przełożyć nasze odkrycia na praktyczne zastosowania”, zauważa. „Projekt Lacto-Be pomógł zmienić naukowe zrozumienie, umożliwił obywatelom udział w badaniach i przygotował grunt pod innowacje w zakresie zdrowia, żywności i zrównoważonego rozwoju. Mamy nadzieję, że opracowane przez nas narzędzia, biobank i otwarte podejście naukowe będą nadal wspierać naukowców i innowatorów w nadchodzących latach”.
