Postbiotiku kompozīciju izstrāde, ietverot to bioaktivitātes izvērtējumu pret patogēnajām baktērijām un to producētām biofilmām piensaimniecības nozarē

Projekta uzdevumi ir vērsti uz biofilmu veidošanās problēmas risināšanu piensaimniecības nozarē, kur piens kalpo par ideālu barotni mikroorganismu augšanai un biofilmu veidošanai. Biofilmas ne vien samazina produktu mikrobiālo kvalitāti un derīguma termiņu, bet patogēno mikroorganismu biofilmas arī apdraud patērētāju veselību un negatīvi ietekmē slaucamo dzīvnieku veselību, izraisot mastītu un veicinot antibiotiku rezistento baktēriju izplatību. Nobriedušas biofilmas ir grūti iznīcināt, jo tās ir rezistentas pret tradicionālajiem deterģentiem un dezinfekcijas līdzekļiem. Turklāt šo tradicionālo līdzekļu lietošana ir ne vien saistīta ar rezistences veidošanos, bet arī ar labvēlīgās mikrobiotas inaktivāciju un iespējamu piena produktu organoleptisko īpašību pasliktināšanos un uzturvērtības samazināšanos. Tādējādi šobrīd visā pasaulē tiek pētīti dažādi jauni, videi un sabiedrībai droši paņēmieni un līdzekļi biofilmu veidošanās ierobežošanai pārtikas ražošanas nozarē. 

Šajā projektā ir plānots fokusēties uz veselu inaktivētu pienskābes baktēriju un to radīto metabolītu antimikrobiālās ietekmes novērtēšanu uz patogēnajām baktērijām un to producētajām biofilmām, izstrādājot vienu vai vairākas kompozīcijas ar antibakteriālu iedarbību. Pēdējo gadu laikā veiktajos postbiotiku pētījumos ir atklāts, ka tās ir ļoti stabilas, neprasa aukstuma ķēdi uzglabāšanas un transportēšanas laikā, to aktivitāte saglabājas nemainīgi augsta ilgu laiku, līdz ar to piedāvājot drošāku un rentablāku alternatīvu nekā dzīvās probiotikas. Turklāt, postbiotikas neizsauc ķīmiskas reakcijas pārtikas produktos, nepārveido produktu smaržu un garšu, tām nepiemīt spēja attīstīt rezistenci vai pārnest rezistences gēnus, tās nav dzīvas, tāpēc nevar izraisīt sepsi un ir drošs probiotiku aizstājējs imūnkompromitētiem organismiem un zīdaiņiem/jaundzimušiem dzīvniekiem. 

Mikroorganismi spēj producēt biofilmas uz jebkuras virsmas, gan organiskas, gan neorganiskas, radot draudus sākot ar kontaminētām implantējamām medicīnas iekārtām, kariesu veicinošas kolonizācijas uz zobu emaljas, turpinot ar pārtikas un ūdens kontamināciju, metāla virsmu koroziju un iekārtu nosprostošanos, un vēl citās nozīmīgās veselības jomās savas lielās izplatības un potenciālā kaitējuma dēļ. Tāpēc postbiotiku kā dabīga, imūnmodulējoša, antibakteriāla biotehnoloģiska produkta pielietošanas iespējas biofilmu un planktonisko patogēno baktēriju apkarošanā ir ļoti plašas un šajā projektā izstrādātā tehnoloģija postbiotiku izdalīšanai un bioaktivitātes izvērtēšanai, kā arī izveidotās kompozīcijas, iespējams, būs pielietojama arī citu mērķa grupu problēmu risināšanai.

Tiek plānots projekta izstrādē par postbiotiku avotu pielietot pienskābes baktērijas, kuras izolētas no veselu govju piena un/vai Latvijai tradicionālajiem fermentētajiem produktiem. Pētniecības rezultātus būs iespējams patentēt un potenciāli komercializēt.

Paveiktais projektā

Paveiktais līdz 31.03.2026.

Projekta pirmās aktivitātes (WP1) ietvaros ir pabeigta mikrobioloģijas laboratorijas iekārtošana, kā arī apgūts studiju kurss par testsistēmām ar zīdītāju šūnu kultūrām. Ir iegūti rezultāti par komerciālo probiotisko baktēriju un no tām izdalīto postbiotiku antagonismu pret patogēnām baktērijām un to ietekmi uz biofilmu veidošanos. Daļa no rezultātiem prezentēta konferencē International Probiotics Association (IPA) A World Congress + Probiota 2026 (Dublina, 11.−13. februāris). Turklāt ir iesniegtas tēzes dalībai konferencē Reserarch for Rural development 2026, kas notiks š. g. maijā Jelgavā, un sagatavots zinātniskās publikācijas melnraksts.

Projekta otrās aktivitātes (WP2) ietvaros ir uzlabotas angļu valodas prasmes, apgūstot divus kursus B2.1 un B2.2 līmenī.
Projekta aktivitātes WP3 ietvaros veikta paraugu ieguve no iekārtām vairākos piena ražošanas un pārstrādes uzņēmumos. Sešu mēnešu periodā dinamikā analizēti biofilmu veidotāji, kas nonāk saskarē ar patērētājiem paredzēto govs pienu. Paraugiem veikta mikrobioloģiskā izmeklēšana, identificējot biofilmu veidotājus (baktērijas, raugus) līdz sugas līmenim izmantojot MALDI-TOF masspektrometriju, bet pelējuma sēnes – līdz ģints līmenim. Daļai izolātu – īpaši sugām, kas raksturojas ar augstu persistenci slaukšanas iekārtās – noteikta biofilmu veidošanas spēja, antimikrobiālā rezistence, kā arī lipolītiskā un proteolītiskā aktivitāte. Pētījumā iesaistītas divas studentes, kuras uzsākušas diplomdarbu izstrādi par mikroorganismu biofilmu tematiku.

Projekta ietvaros veikta arī sabiedrības informēšana un izglītošana – Svētes pamatskolas audzēkņiem sniegtas prezentācijas par pētnieka un veterinārārsta profesiju, kā arī par labvēlīgajām baktērijām un to nozīmi cilvēka organismā, vienlaikus iepazīstinot ar projekta mērķi un pētījuma rezultātiem.

Paveiktais līdz 30.09.2025.

Pētījuma pirmās aktivitātes (WP1) – metodikas apguves un priekšizpētes – ietvaros sastādīts datu pārvaldības plāns un izstrādāta metodika pienskābes baktēriju savairošanai, biofilmu audzēšanai un paraugu bakterioloģiskajai izmeklēšanai. Atbilstīgi plānotajām darbībām ir iegādāti nepieciešamie materiāli un reaģenti, kā arī veikta mikrobioloģijas un biotehnoloģijas laboratorijas iekārtošana ieskaitot iekārtu pieprasījumus un instruktāžas darbam ar  jaunajām iekārtām. Pašlaik notiek vairāku sugu komerciāli pieejamo pienskābes baktēriju kultivācija, postbiotiku izdalīšana un to antagonistiskās aktivitātes pārbaudes pret patogēnajām baktērijām. Paralēli tiek apgūta patogēno baktēriju un laktobaciļu biofilmu audzēšana, bet iegūtie dati jau tiek apkopoti un papildināti ar jauniem izmēģinājumiem, lai tuvākajā laikā sāktu pirmās publikācijas gatavošanu. Tāpat iesāktas studijas par testsistēmām ar zīdītāju šūnu kultūrām. Vienlaikus tiek īstenota arī pētījuma otrā aktivitāte (WP2) – angļu valodas mācības, kurās pabeigts viens kurss un sākts nākamā līmeņa kurss.