Patent dla naukowców MWB w ramach projektu NCBiR LIDER VI

Wynalazek, który może być wykorzystany m.in. przy produkcji probiotyków otrzymał patent z Urzędu Patentowego Rzeczpospolitej Polskiej. Nad projektem "Odczynnik do ochrony mikroorganizmów w procesie liofilizacji" pracował zespół naukowców z naszego Wydziału, którym kierował dr hab. Robert Czajkowski, prof. UG z Zakładu Badań Związków Biologicznie Czynnych, w składzie: dr Dorota Krzyżanowska, dr Tomasz Maciąg, dr Joanna Siwińska i dr hab. Sylwia Jafra, prof. UG z Zakładu Mikrobiologii Roślin.

- Liofilizacja to popularna metoda suszenia polegająca na odparowaniu rozpuszczalnika z zamrożonych substancji w wyniku sublimacji. Proces ten jest szeroko stosowany zarówno w przemyśle spożywczym, kosmetycznym czy farmaceutycznym, jak i w konserwacji materiałów biologicznych - opowiada Kierownik zespołu badawczego prof. Robert Czajkowski.

Wynalazek może być wykorzystany w szczególności przy produkcji probiotyków, ochronie pożytecznych mikroorganizmów w procesach technologicznych czy jako odczynnik stabilizujący żywotność mikroorganizmów w opracowanych preparatach podczas ich długotrwałego przechowywania i transportu.

Liofilizację często wykorzystuje się podczas produkcji preparatów, których składnikiem aktywnym są mikroorganizmy. Metoda ta pozwala na długotrwałe zachowanie żywotności komórek mikroorganizmów, konieczne do działania tych preparatów. Jednak przeprowadzenie liofilizacji w sposób, który gwarantuje zachowanie żywotności przez wysoki odsetek komórek, wymaga optymalizacji procesu technologicznego w celu zminimalizowania uszkodzeń powodowanych w komórkach w wyniku zamrażania i odparowywania wody. Aby to osiągnąć, powszechne jest dodawanie do preparatów przed procesem liofilizacji substancji ochronnych - tzw. krioprotektantów. Jedną z takich substancji jest rekomendowany przez American Type Culture Collection (ATCC) krioprotektant znany jako „reagent 18” - odczynnik zawierający albuminę serum bydlęcego (ang. Bovine Serum Albumine, BSA). Wadą proponowanego rozwiązania, pomimo jego skuteczności, jest wysoka cena odczynnika spowodowana zastosowaniem kosztownego BSA.

- Nasz zespół opracował nowy odczynnik do liofilizacji, w którym jako zamiennik albuminy serum bydlęcego zastosowano wielokrotnie tańszą substancję pochodzenia roślinnego - mówi prof. Robert Czajkowski. Dokonana modyfikacja nie tylko znacząco obniża koszt preparatu, ale również czyni go bardziej humanitarnym z uwagi na pozbawienie odczynnika składników odzwierzęcych. Co szczególnie istotne, skuteczność opracowanego krioprotektantu pozostaje na takim samym poziomie jak przy zastosowaniu odczynnika zawierającego BSA, a w niektórych przypadkach nawet ją przewyższa.

- Opracowaliśmy wynalazek na konkretne potrzeby projektowe. Szukaliśmy możliwości zwiększenia przeżywalności szczepów bakteryjnych tworzących sztuczne mikrokonsorcjum (ang. synthetic microbial consortium) w celu ich wykorzystania do ochrony bulw ziemniaka w przechowywaniu i transporcie. W trakcie realizacji badań stało się dla nas jasne, że odczynnik opracowany przez zespół jest bardzo uniwersalny i może być używany także do ochrony innych mikroorganizmów w bardzo wielu zastosowaniach, np. w medycynie czy dietetyce - dodaje Kierownik zespołu.

- W przypadku, gdy istnieje konieczność skutecznej liofilizacji dużej liczby komórek bakteryjnych do wyprodukowania porcji preparatu, znaczące obniżenie kosztu krioprotektantu może mieć wpływ na finalną ocenę opłacalności komercyjnego wytwarzania takich produktów - mówi dr Dorota Krzyżanowska. - Przy zwiększającym się zainteresowaniu produktami opartymi na mikroorganizmach w rolnictwie, tego typu innowacje mogą być bardzo pomocne - dodaje naukowczyni.

Wynalazek jest rezultatem badań prowadzonych na MWB UG i GUMed w ramach projektu NCBiR LIDER VI (LIDER/450/L-6/14/NCBR/2015) zatytułowanego „Wykorzystanie synergistycznego działania bakteriofagów litycznych i bakterii antagonistycznych w biologicznej ochronie ziemniaka (Solanum tuberosum L.) przed bakteriami pektynolitycznymi z rodzaju Pectobacterium spp. i Dickeya spp. (PATBIOCON)”.