Nowa broń na zgnilca amerykańskiego

Czy biotechnologia może zrewolucjonizować profilaktykę chorób zakaźnych u zwierząt gospodarskich? Piotr Robert Nowotnik, doktorant Szkoły Doktorskiej UPWr, udowadnia, że tak. Łącząc wiedzę z zakresu mikrobiologii i biotechnologii z realnymi wyzwaniami w weterynarii, prowadzi badania, które mogą nie tylko podnieść dobrostan zwierząt, ale też znacząco ograniczyć stosowanie antybiotyków w ich hodowli.

Z wykształcenia biotechnolog specjalizujący się w mikrobiologii, doktorant, od początku swojej kariery akademickiej rozpoczętej jeszcze w  SGGW w Warszawie koncentrował się na badaniach nad przeciwdrobnoustrojowością i opornością patogenów środowiskowych.

Od kilku lat jego zainteresowania badawcze skupiają się na metabolitach funkcjonalnych – w tym bakteriocynach – wytwarzanych przez bakterie probiotyczne.

Biotechnologia w służbie weterynarii

Inspiracją do badań była rosnąca potrzeba skutecznych, naturalnych rozwiązań w profilaktyce zakażeń u zwierząt gospodarskich. Braki rynkowe, niestabilna sytuacja prawna dotycząca chorób zakaźnych, nierzadko ryzykowne praktyki hodowców oraz naciski unijne dotyczące ograniczenia stosowania antybiotyków – wszystkie te czynniki składały się na poważne wyzwanie dla branży weterynaryjnej. Piotr Nowotnik dostrzegł tu potencjał probiotechnologii i postanowił wykorzystać go w praktyce.

W ramach doktoratu wdrożeniowego, realizowanego we współpracy z firmą ProBiotics Polska, w której kieruje Działem Badań i Rozwoju, opracował pierwszy w Europie metaboliczny preparat synbiotyczny o wysokim potencjale przeciwdrobnoustrojowym. Jego celem jest ograniczenie presji bakterii Paenibacillus larvae, odpowiedzialnej za wysoce zakaźną chorobę pszczół, jaką jest zgnilec amerykański. Preparat ma wspierać mikrobiom larw pszczół miodnych, konkurując z patogenem i blokując jego namnażanie, a tym samym przerywać łańcuch zakażeń.

Od laboratorium po pasiekę

Badania doktoranckie Piotra Nowotnika obejmują aż 23 zadania, podzielone na fazy laboratoryjne in vitro, terenowe in vivo oraz prace przedwdrożeniowe. – Na początkowym etapie zidentyfikowałem i oceniłem aktywność przeciwdrobnoustrojową wybranych składników, testując ich skuteczność wobec różnych genotypów P. larvae zgodnie z międzynarodowymi standardami (EUCAST, CLSI, NCCLS). Potwierdziłem także ich synergiczne działanie – opowiada doktorant.

Kolejnym krokiem było przeniesienie wyników do skali przemysłowej. Wspólnie z dr. Bogusławem Górskim, doktorant opracował preformulacje preparatu na różnych poziomach skalowania – od 20 do 10 000 litrów. Każdy etap poddawany był rygorystycznym testom jakościowym, biologicznym i stabilnościowym. W tym samym czasie ruszyły badania terenowe – preparat testowano w ponad 160 pasiekach w Polsce i za granicą, obejmując programem ponad 400 rodzin pszczelich.

Jak mówi Piotr Nowotnik, rezultaty są obiecujące. – Obserwujemy logarytmiczny spadek liczby przetrwalników i form wegetatywnych bakterii o 3–4 rzędy logarytmiczne, potwierdzony metodami biologii molekularnej. Preparat jest bezpieczny, ekologiczny i nietoksyczny dla pszczół i środowiska. Może być podawany w formie dodatku do pokarmu lub aplikowany bezpośrednio w ulach. Rejestracja zmierza w kierunku uznania go za mieszankę paszowo-uzupełniającą – wymienia doktorant.

Co istotne, Piotr Nowotnik jako jedyny badacz w Polsce uzyskał zgodę Głównego Lekarza Weterynarii na prowadzenie terenowych badań z udziałem zakażonych rodzin pszczelich, po uzyskaniu pozytywnej opinii Instytutu Weterynarii – PIB w Puławach. – Specjalna, fermentowana formuła preparatu, stosowana w formie prewencyjnej przez pszczelarzy, będzie zawierała killerowe szczepy probiotyczne i komponenty roślinne pochodzące z polskich lasów i łąk – podkreśla doktorant.

Promotorem doktoratu jest prof. Paweł Chorbiński, który wspiera doktoranta w działaniach metodologicznych i aplikacyjnych. Naukowy nadzór pełnią także prof. Paweł Migdał z UPWr oraz dr Bogusław Górski z ProBiotics Polska.

Zakończenie doktoratu planowane jest na wrzesień tego roku, ale dla Piotra Nowotnika to dopiero początek drogi naukowej. W przyszłości planuje opracowanie linii spersonalizowanych preparatów mikrobiologicznych o wysokiej zawartości metabolitów, przeznaczonych dla różnych gatunków zwierząt gospodarskich. Jak podkreśla, jego celem jest dalsze rozwijanie biotechnologii w służbie weterynarii.

Badania prowadzone przez Piotra Nowotnika – zarówno w ramach pracy doktorskiej, jak i przyszłych projektów – mają szansę realnie wpłynąć na poprawę jakości i bezpieczeństwa naszej żywności. W przypadku jego rozprawy doktorskiej istotnym celem jest także ochrona rodzin pszczoły miodnej i wspieranie zapylania upraw, co przekłada się bezpośrednio na efektywność produkcji roślinnej. Planowane działania mogą również przyczynić się do ograniczenia stosowania antybiotyków i innych środków przeciwdrobnoustrojowych w hodowli zwierząt, a także do zmniejszenia stresu środowiskowego, co korzystnie wpłynie na dobrostan zwierząt gospodarskich. Efekty tych prac wpisują się w aktualne kierunki wyznaczane przez Komisję Europejską i Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności – szczególnie w kontekście rozwijania nowego podejścia do bioasekuracji, czyli kompleksowej ochrony zdrowia zwierząt w gospodarstwach.