Mechanizm biologiczny zabezpieczy tkaniny przed osadzaniem się na nich bakterii

Na Uniwersytecie Warszawskim prowadzone są badania dotyczące naturalnych mechanizmów biologicznych, które powstrzymują bakterie wodne przed ich osadzaniem na powierzchni glonów jednokomórkowych. Dokonane w ramach badań odkrycie daje obiecującą perspektywę komercjalizacji, ponieważ jedna z wydzielanych przez glony „substancji odstraszających” bakterie jest wyjątkowo tania w produkcji, a jej skuteczne działanie zachodzi w mikrogramowych gradientach.

Dr Bartosz Kiersztyn z Instytutu Biologii Funkcjonalnej i Ekologii na Wydziale Biologii UW od lat zajmuje się badaniem biofilmów bakteryjnych powstających na różnego rodzaju powierzchniach w środowiskach wodnych. Jego praca może przyczynić się do powstania preparatu zabezpieczającego różnego rodzaju powierzchnie przed osadzaniem się na nich bakterii wodnych.

Niechciane bakterie

W biofilmach często identyfikowane są bakterie o charakterze patogennym. Ich obecność jest powszechnie uznawana za czynnik negatywny, po części dlatego, że wiele z gatunków tych bakterii wytwarza i uwalnia toksyny. Dr Kiersztyn zwrócił uwagę na fakt, że choć biofilmy bakteryjne w naturalnym środowisku wodnym tworzą się bardzo szybko, to nie powstają wydajnie na powierzchni żywych glonów jednokomórkowych. „To bardzo ciekawe zjawisko. O ile w wodzie bakterie są w stanie szybko zasiedlić praktycznie każdą powierzchnię, na glonach jednokomórkowych kolonizacja prawie nie występuje. Bakterie niejako powstrzymują się przed kolonizacją żywych mikroskopijnych glonów – nie osadzają się na nich intensywnie i nie namnażają na ich powierzchniach. Obserwacje mikroskopowe oraz biochemiczne i molekularne jednoznacznie na to wskazują” – mówi Bartosz Kiersztyn z Wydziału Biologii UW.

W wyniku prowadzonych eksperymentów naukowiec wykazał, że jedną z przyczyn powstawania tego zjawiska jest substancja wydzielana przez glony w procesie fotooddychania. Jak się okazało, gradient mikrostężeń tej substancji wystarczy, by w środowisku wodnym bakterie nie osadzały się intensywnie na danej powierzchni. Tak zrodził się pomysł, by stworzyć preparat, który pozwoliłby zabezpieczać różnego rodzaju powierzchnie, w tym m.in. odzież i inne akcesoria wchodzące w kontakt z wodą (np. wykorzystywane w sportach wodnych) przed tworzeniem się na nich biofilmów bakteryjnych. Na korzyść ekonomiczną takiego rozwiązania przemawiają dwa czynniki:

• ekstremalnie niska cena – naturalna substancja wytwarzana przez glony jest wyjątkowo niedroga w produkcji przemysłowej. Możliwość zastosowania jej w mikrostężeniach dodatkowo sprawia, że sam preparat byłby tani w produkcji, co dawałoby szansę jego producentowi na wygenerowanie sporej marży;
• działanie w duchu ekologii w co najmniej dwóch wymiarach: po pierwsze, preparat bazowałby na substancji występującej w naturalnym środowisku, a po drugie, jego działanie nie polegałoby na eliminowaniu bakterii (co groziłoby uwalnianiem z nich toksyn), ale na ich „odstraszaniu”.

Prowadzone dotychczas eksperymenty na materiałach, z których produkowane są m.in. pianki nurkowe i obuwie do uprawiania sportów wodnych, jednoznacznie potwierdzają, że na odzieży sportowej spryskanej roztworem z odkrytą substancją bakterie wodne osadzają się w minimalnym stopniu. Eksperymenty prowadzono m.in. w naturalnym środowisku w jeziorze Śniardwy, w specjalnie wyselekcjonowanym miejscu obfitującym w wiele szczepów bakteryjnych.

Patent i otwarta droga do komercjalizacji

Proces komercjalizacji wynalazku prowadzony jest przez Uniwersytecki Ośrodek Transferu Technologii działający przy Uniwersytecie Warszawskim (UOTT UW). „Odkrycie zostało już objęte ochroną patentową na terenie Polski. Obecnie poszukujemy inwestora lub partnera branżowego, który wprowadziłby na rynek ten skuteczny preparat ochronny pod własną marką. Ponieważ produkcja nawet na wielką skalę przemysłową jest wyjątkowo niedroga, a przy tym proces technologiczny wydaje się być bardzo prosty, wynalazek ten ma szansę na szybką absorpcję przez producenta i wdrożenie bez ponoszenia znacznych nakładów. Możliwość uzyskania wysokiej marży pozwala bardzo pozytywnie ocenić perspektywę biznesową tego rozwiązania, szczególnie jeśli inwestor miałby możliwość sprzedaży preparatu na rynkach poza Polską” – mówi Marta Majewska, broker technologii UOTT UW, prowadząca ten projekt.

W krajach południowych, gdzie przez większą część roku występują słoneczne i upalne dni, problemy związane z suszeniem oraz konserwacją odzieży i akcesoriów wykorzystywanych w sportach wodnych są znikome. Inaczej jest na naszych szerokościach geograficznych, gdzie nawet latem bywają pochmurne, chłodne i deszczowe dni. Powszechnym wyzwaniem związanym z mokrymi materiałami jest ich higiena oraz impregnacja – bakterie wodne, często posiadające potencjał patogenny, przyczepiają się do materiału tworząc grube, trudne do usunięcia biofilmy. Odkryty na UW wynalazek pozwala ograniczyć to zjawisko i zabezpieczyć tkaniny.