Ponad 3 mln na badania nad salmonellą

Pałeczki Salmonella odpowiadają za zakażenia u blisko 200 milionów ludzi rocznie. W krajach rozwijających się, szczególnie w Afryce, odpowiadają za wysoki odsetek zgonów wśród dzieci z powodu odwodnienia wskutek biegunki. Tylko w Unii Europejskiej straty wywołane salmonellozami szacuje się na blisko 3 miliardy euro rocznie – zgodnie z zaleceniami służb sanitarnych, stada ptaków czy zwierząt hodowlanych, u których stwierdza się zakażenie pałeczkami Salmonella należy wybić. Bakteriolodzy wyróżniają dwie główne grupy tych bakterii – jedna wywołuje tyfus, nazywany też durem brzusznym, groźną chorobę mogącą prowadzić do zgonu, druga to salmonelle nietyfoidalne, odpowiadające za większość zatruć pokarmowych u ludzi i zwierząt.

– Zakażenie objawia się długotrwałą biegunką, wymiotami, odwodnieniem, które prowadzą do zaburzeń gospodarki wodno-elektrolitowej organizmu. W naszej części świata zwykle kończy się to hospitalizacją, zwłaszcza osób starszych i dzieci. W krajach rozwijających się zatrucia pałeczkami Salmonelli z tej grupy są równie groźne jak tymi z grupy wywołującej tyfus – tłumaczy prof. Krzysztof Grzymajło, który właśnie zdobył 3 101 200 zł w konkursie Sonata Bis 10 Narodowego Centrum Nauki.

Realizowany przez prof. Grzymajło projekt badawczy dotyczy wzajemnego oddziaływania gospodarza, patogenu i mikrobiomu w pierwszych etapach zakażenia pałeczkami Salmonella.

– Większość badań dotyczących pierwszych etapów zakażenia skupia się na oddziaływaniach gospodarz – patogen. Ale wiemy, że trzecim istotnym graczem w tym procesie i zależnościach jest mikrobiom bytujący w jelitach gospodarza, mający ogromny wpływ na cały organizm. Te miliardy mikroorganizmów żyjąc z nim w symbiozie są jedną z barier, na jakie napotykają bakterie chorobotwórcze. Chcemy sprawdzić, jak ta bariera otwiera się na patogeny, jakie interakcje zachodzą pomiędzy mikrobiomem i pałeczkami Salmonelli, bo to pozwoli na opracowanie kompletnego modelu zakażenia – tłumaczy prof. Grzymajło, dodając, że pomysłem na zwycięski projekt było dołączenie do powszechnego modelu badawczego właśnie mikrobiomu badanego z dwóch perspektyw: jego zmiany pod wpływem zakażenia, ale też i jego oddziaływania na czynnik chorobotwórczy.

W Katedrze Biochemii i Biologii Molekularnej Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu badania nad zakażeniami pałeczkami Salmonelli prowadzone są od lat, ale do tej pory naukowcy skupiali się analizie pierwszych etapów zakażenia, a więc przyłączania pałeczek bakterii do komórek gospodarza. Rozszerzenie spektrum badawczego o mikrobiom oznacza, że badania będą prowadzone na trzech modelach: prostych liniach komórkowych, na nieużywanych do tej pory w takim kontekście badawczym organoidach i na modelu zwierzęcym. Organoidy to trójwymiarowe struktury symulujące strukturę jelita, a więc naturalne siedlisko mikrobiomu jelitowego.

– Ta triada, w której doświadczenia na myszach zamkną proces badawczy, ma nam w sposób kompletny pokazać, jak przebiega zakażenie pałeczkami Salmonelli – podkreśla prof. Krzysztof Grzymajło, zaznaczając od razu, że projekt realizowany w ramach konkursu Sonata Bis 10 to badania podstawowe, ale te z kolei mogą stać się punktem wyjścia do prac nad pre- i probiotykami wzmacniającymi mikrobiom gospodarza tak, by chronił go przed zakażeniami. Badania prof. Grzymajło mają bowiem nie tylko scharakteryzować skład mikrobiomu przed, w trakcie i po zakażeniu, ale też przebieg zakażenia w obecności modyfikowanych bakterii probiotycznych, co może stać się punktem wyjścia do rozwoju nowych strategii zapobiegania i leczenia zakażeń pałeczkami Salmonella u ludzi i zwierząt.

W 2007 roku rozpoczęto program badawczy Human Microbiome Project (HMP), który pokazał złożoność ludzkiego mikrobiomu – wykorzystując genetykę badano mikroorganizmy bytujące na skórze, w jamie ustnej, płucach, w przewodzie pokarmowym, przede wszystkim w jelicie grubym. Analizowano też różnice w ludzkiej mikroflorze zależne od populacji, genotypu, wieku, środowiska, sposobu odżywania, czynników socjalnych. Stworzono odrębne bazy danych dla określonego mikrobiomu, np. jamy ustnej – Human Oral Microbiome Database (HOMD). Współpraca w ramach projektów, które dotyczą analizy ludzkiego mikrobiomu, pozwoliła na wykazanie jego znaczenia dla zdrowia człowieka.

kbk