Αναζητούν στην Ανταρκτική τις θεραπείες του μέλλοντος – Ιοί και βακτήρια στο μικροσκόπιο των επιστημόνων του ΕΛΚΕΘΕ

Σε ένα εντελώς παρθένο οικοσύστημα, στην μακρινή Ανταρκτική, θα βρεθεί ερευνητική ομάδα από το Ελληνικό Κέντρο Θαλασσίων Ερευνών για μια σημαντική αποστολή: Τη μελέτη της μικροβιακής οικολογίας, της αλληλεπίδρασης βακτηρίων και ιών σε ένα ανέγγιχτο θαλάσσιο ολιγοτροφικό οικοσύστημα, με το βλέμμα στραμμένο στο μέλλον και στην ανάπτυξη εναλλακτικών θεραπειών απέναντι σε ανθεκτικά στα αντιβιοτικά μικρόβια.

Οι επιστήμονες θα εξερευνήσουν νέες βιοδραστικές ουσίες με στόχο την ανάπτυξη καινοτόμων βιοτεχνολογικών προϊόντων, όπως είναι τα ψυχρόφιλα βιοδραστικά ένζυμα. Είναι η πρώτη φορά που η Ανταρκτική μπαίνει στο μικροσκόπιο των επιστημόνων για τον σκοπό αυτό και σε αυτή την προσπάθεια συμμετέχει και το ΕΛΚΕΘΕ, το οποίο διαθέτει εμπειρία στις σύγχρονες ομικές τεχνολογίες. Μια συμμετοχή με σημαντικά οφέλη στην προβολή και στην εξωστρέφεια της ελληνικής έρευνας.

Επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας του ΙΘΑΒΒΥΚ είναι ο Δρ. Παντελής Καθάριος, ο οποίος θα συμμετάσχει στην πρώτη αποστολή που θα γίνει βάσεις Captain Arturo Prat και Yelcho τον Ιανουάριο του 2023 και θα έχει διάρκεια 10-14 ημέρες. Ο κ. Καθάριος μίλησε στο ertnews για της αποστολή και τον σκοπό της. Όπως ανέφερε: «Ο επιστημονικός στόχος της αποστολής στην Ανταρκτική είναι η μελέτη των μικροβιακών κοινοτήτων και κυρίως η αλληλεπίδραση των βακτηρίων με τους ιούς που τα μολύνουν. Τα βακτήρια μολύνονται από εξειδικευμένους ιούς που ονομάζονται βακτηριοφάγοι ή πιο απλά φάγοι. Οι φάγοι αποτελούν την πολυπληθέστερη ομάδα «οργανισμών» στον πλανήτη και ο ρόλος τους στη μικροβιακή οικολογία είναι τεράστιος. Το 40% του παγκόσμιου πληθυσμού των βακτηρίων πεθαίνει καθημερινά λόγω της δράσης των φάγων. Τα δε βακτήρια επιδρούν καταλυτικά στην κυκλοφορία των θρεπτικών στοιχείων σε ένα οικοσύστημα, καθώς βοηθούν στην αποικοδόμηση σύνθετων βιοχημικών μορίων βοηθώντας κατ’ αυτόν τον τρόπο στη διατήρηση της ισορροπίας του οικοσυστήματος. Τα βακτήρια και οι φάγοι βρίσκονται σε μια διαρκή μάχη, όπου τα βακτήρια προσπαθούν να αντισταθούν στην μόλυνση των φάγων ενώ οι φάγοι αναπτύσσουν αντίμετρα για να ξεπεράσουν την αντίσταση αυτή. Αυτό γίνεται εφικτό μέσω της εξελικτικής επιλογής. Αυτή η αλληλεπίδραση στο θαλάσσιο περιβάλλον της Ανταρκτικής θα μελετηθεί για πρώτη φορά. Πλέον έχουμε στη διάθεσή μας τα κατάλληλα εργαλεία για να πραγματοποιηθούν αυτές οι αναλύσεις».

Το ΕΛΚΕΘΕ διαθέτει εξοπλισμό τελευταίας τεχνολογίας και τεχνογνωσία που θα χρησιμοποιηθεί για να μελετηθεί το δίκτυο αλληλεπίδρασης των μικροβίων, τα οποία θα απομονωθούν από τις δειγματοληψίες που θα πραγματοποιηθούν στην Ανταρκτική.

Η βάση Captain Arturo Prat που βρίσκεται στη νήσο Greenwich της Ανταρκτικής (πηγή: INACH www.inach.cl).

«Το θαλάσσιο περιβάλλον της Ανταρκτικής αποτελεί ένα ιδιαίτερα παρθένο οικοσύστημα που παρουσιάζει πολλές διαφορές με τη Μεσόγειο θάλασσα. Μια μεγάλη διαφορά έχει να κάνει με τις ανθρωπογενείς επιβαρύνσεις που στη Μεσόγειο είναι σοβαρές σε αρκετά σημεία της ενώ στην Ανταρκτική ελάχιστες. Επιπλέον η πολύ μεγάλη διαφορά στη θερμοκρασία του νερού της θάλασσας παίζει σημαντικό ρόλο στη σύσταση των μικροβιακών κοινοτήτων αλλά και των αλληλεπιδράσεων των βακτηρίων με τους ιούς τους» υπογράμμισε ο κ. Καθάριος.

Τι ακριβώς θα κάνουν οι επιστήμονες στην Ανταρκτική; «Θα πραγματοποιήσουμε σειρά δειγματοληψιών νερού θάλασσας με στόχο να απομονώσουμε βακτήρια και φάγους. Θα χρησιμοποιήσουμε κλασσικές τεχνικές μικροβιολογίας αλλά και σύγχρονες -ομικές μεθοδολογίες με τις οποίες μπορούμε να ανιχνεύσουμε και να αναλύσουμε το DNA των μικροοργανισμών, κάτι που είναι ιδιαίτερα χρήσιμο αφού λιγότερο από το 1% των βακτηρίων μπορούν να καλλιεργηθούν στο εργαστήριο».

Ανταρκτική (φωτογραφία Christopher Mitchel)

Στις βάσεις της Ανταρκτικής υπάρχει ο βασικός εργαστηριακός εξοπλισμός για την προεργασία των δειγμάτων, τα οποία εν συνεχεία θα μεταφερθούν στα εργαστήρια των Πανεπιστημίων της Χιλής που συμμετέχουν στο έργο για περαιτέρω επεξεργασία. Μέρος των αναλύσεων θα πραγματοποιηθεί στο ΙΘΑΒΒΥΚ.

Φαγοθεραπεία: Η πολλά υποσχόμενη απάντηση κόντρα στα αντιβιοτικά και στα πολυανθεκτικά μικρόβια

Παράλληλα, εξήγησε πως η φαγοθεραπεία είναι η χρήση των φάγων για θεραπευτικούς σκοπούς. «Όπως αναφέραμε ήδη, οι φάγοι είναι πολύ εξειδικευμένοι ιοί που προσβάλλουν και σκοτώνουν βακτήρια. Μάλιστα, σε αντίθεση με τα αντιβιοτικά που η δράση τους είναι γενική και ευρεία, οι φάγοι έχουν μεγάλη εξειδίκευση και ως προς το είδος του βακτηρίου που θα προσβάλλουν. Έτσι με τη φαγοθεραπεία μπορούμε να στοχεύσουμε μόνο τα παθογόνα βακτήρια χωρίς να επηρεάσουμε τα υπόλοιπα βακτήρια που δεν είναι παθογόνα και μπορεί να έχουν ευεργετικό ρόλο. Η φαγοθεραπεία θεωρείται η πλέον υποσχόμενη λύση για το πολύ μεγάλο πρόβλημα των πολυανθεκτικών μικροβίων που είναι ανθεκτικά σχεδόν σε όλα τα αντιβιοτικά, καθώς ακόμα και αυτά είναι ευάλωτα στην μόλυνση των φάγων».

Η φαγοθεραπεία τόσο στον άνθρωπο, όσο και στα ζώα είναι ακόμα σε πειραματικό στάδιο, ενώ τα τελευταία χρόνια χρησιμοποιείται σε μερικές Ευρωπαϊκές χώρες, όπως το Βέλγιο, κατ’ εξαίρεση ως ύστατη προσπάθεια σε περιπτώσεις μολύνσεων όπου κανένα αντιβιοτικό δε λειτουργεί.

Η ερευνητική ομάδα στο Ινστιτούτο Θαλάσσιας Βιολογίας, Βιοτεχνολογίας και Υδατοκαλλιεργειών είναι πρωτοπόρος στην ανάπτυξη της φαγοθεραπείας στις υδατοκαλλιέργειες τόσο σε εθνικό όσο και σε διεθνές επίπεδο.

Η αποστολή

Η ερευνητική ομάδα του ΙΘΑΒΒΥΚ συμμετέχει στο ερευνητικό έργο με τίτλο: “Elucidating bacteria-phage infection networks (BPINs) in Antarctic marine environments” το οποίο αποτελεί εθνικό ερευνητικό πρόγραμμα της Χιλής και βρίσκεται υπό την αιγίδα του INACH (Chilean Antarctic Institute).

Στο πρόγραμμα συμμετέχουν ερευνητικές ομάδες από το Universidad Autónoma de Chile (Instituto de Ciencias Biomédicas, Facultad de Ciencias de la Salud), το Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (Instituto de Biología, Facultad de Ciencias), ενώ το ΙΘΑΒΒΥΚ συμμετέχει ως διεθνής συνεργάτης.

Το έργο περιλαμβάνει 2 ερευνητικές αποστολές στην Ανταρκτική σε ερευνητικούς σταθμούς της Χιλής, με την πρώτη να πραγματοποιείται τον Ιανουάριο του 2023.

Οι αποστολές τελούν υπό την αιγίδα του INACH (Instituto Antarctico Chileno, www.inach.cl) που είναι ο εθνικός φορέας της Χιλής υπεύθυνος για την επιστημονική και τεχνολογική έρευνα στην Ανταρκτική.

*Ο Δρ. Καθάριος δραστηριοποιείται ερευνητικά τα τελευταία 15 χρόνια στη μελέτη των ιών που προσβάλουν τα βακτήρια – των βακτηριοφάγων. Έχει πολυετή συνεργασία με τον επικεφαλής της αποστολής καθ. Roberto Bastias από το Πανεπιστήμιο Pontifical Catholic University of Valparaiso και τον καθ. Mathias Middelboe από το Πανεπιστήμιο Κοπεγχάγης -επίσης μέλος της αποστολής. Η συνεργασία αυτή ξεκίνησε το 2011 με το ερευνητικό δίκτυο AQUAPHAGE (EU Marie Curie IRSES), το οποίο συντόνισε το ΙΘΑΒΒΥΚ και συνεχίστηκε με το πρόγραμμα PROAQUA (Εθνικό πρόγραμμα Δανίας) αλλά και με το νέο έργο Cure4Aqua το οποίο εγκρίθηκε πρόσφατα στο ευρωπαϊκό πλαίσιο χρηματοδότησης HORIZON EUROPE.