Bakteriofagi w sprayu do odkażania żywności

Wykorzystanie bakteriofagów - czyli wirusów, które atakują wyłącznie bakterie, ale nie ruszają komórek eukariotycznych, czyli m.in. komórek człowieka, to podstawa nowatorskiej metody ochrony żywności przed różnego rodzaju drobnoustrojami mogącymi zagrażać zdrowiu człowieka. Naukowcy z McMaster University posłużyli się bakteriofagami do stworzenia sprayu, dzięki któremu można w prosty sposób zdezynfekować naszą żywność.

Opis i rezultaty badań ukazały się na łamach pisma "Nature Communications" (DOI: 10.1038/s41467-022-34803-7).

Próby wykorzystania bakteriofagów w charakterze środków dezynfekcyjnych, jak i nawet w leczeniu, nie są niczym nowym. Terapia fagami, bo tak też nazywane są bakteriofagi, po raz pierwszy została zastosowana… 100 lat temu do leczenia osób chorych na czerwonkę bakteryjną. Badania nad fagami wydawały się niezwykle obiecujące, jednakże w międzyczasie wynaleziona została penicylina. Później świat medycyny zwrócił się w kierunku antybiotyków, a środowisko naukowe o bakteriofagach zapomniało.

Badania nad fagami porzucono na rzecz badań nad antybiotykami. Jedyne ośrodki, w których kontynuowano prace, ostały się w Związku Radzieckim (potem w Rosji) i Europie Wschodniej, z powodzeniem lecząc całą gamę zakażeń bakteryjnych. W Polsce od 1952 roku badania nad terapiami fagowymi prowadzi Ośrodek Terapii Fagowej przy Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN im. Ludwika Hirszfelda we Wrocławiu. W obecnych czasach, w których drobnoustroje stają się w coraz większym stopniu oporne na działanie antybiotyków, badania nad bakteriofagami wracają do łask.

Bakteriofagi występują w środowisku naturalnym, w tym nawet w naszych organizmach. Są one z jednej strony zupełnie nieszkodliwe dla ludzi, a jednocześnie stanowią śmiertelne zagrożenie dla bakterii, które po prostu zjadają. W sytuacji, w której napotkają na swojej drodze bakterie, w niezwykle szybkim tempie zaczynają się namnażać. Można to porównać do reakcji łańcuchowej. Jednocześnie reakcja ta jest nawet potężniejsza niż ta, którą oferują nam antybiotyki. Nic więc dziwnego, że ich użycie w celu ochrony żywności zostało zatwierdzone przez US Food and Drug Administration.

Naukowcom z McMaster University udało się znaleźć sposób, aby połączyć bakteriofagi ze sobą w grupy. Zresztą fagi potrafią współpracować ze sobą, co dostrzeżono kilka lat temu (więcej na ten temat w tekście: Sekretne życie społeczne wirusów). Dzięki temu uczeni stworzyli coś w rodzaju koralików czy kuleczek składających się z fagów. Są one niezwykle małe, ich średnica to zaledwie 20 mikronów, co stanowi 1/50 milimetra. W każdej kuleczce znajdują się miliony bakteriofagów.

Co jeszcze istotniejsze, zespołowi naukowców udało się również opracować niezwykle prosty sposób nanoszenia tego typu bariery ochronnej - będzie to można robić za pomocą specjalnego sprayu. - Kiedy rozpylimy go na żywność, w zasadzie zgromadzimy miliardy mini-żołnierzy, aby chronić nasze pożywienie przed skażeniem bakteryjnym – mówi doktorantka Lei Tian, członkini zespołu badawczego. Sam spray jest przy tym bezpieczny dla człowieka.

Badania nad wspomnianym sprayem wykazały, że z powodzeniem radził on sobie z usuwaniem bakterii E. coli tak z sałaty, jak i np. z mięsa. Co więcej, jest możliwe, że będzie go można również wykorzystać przeciwko bakteriom wywołującym salmonellozę i listeriozę. Zresztą potencjalne możliwości opracowanego sprayu są znacznie większe. Oprócz przetwarzania i pakowania żywności zapewne znajdzie także zastosowanie przy oczyszczaniu używanej do nawadniania wody, jak i wykorzystywanego przy uprawie roślin sprzętu. W ten sposób będzie można zapobiegać skażeniu żywności już u źródła. Natomiast w dalekosiężnych planach naukowców są jego zastosowania medyczne, np. przy dezynfekcji ran.

Źródło: McMaster University, fot. CC BY 4.0/ Wikimedia Commons