Projekt NaCeBiVet

Projekt NaCeBiVet (financován Technologickou agenturou České republiky, TN02000017, https://www.vri.cz/nacebivet) vznikl jako konsorcium výzkumných organizací a odborných firem spolupracujících cíleně na vývoji a aplikaci inovativních biotechnologií a svými aktivitami pokrývá více různých témat v oblasti veterinární medicíny. Jedním z nich je i studium skladby střevní mikroflóry hospodářských zvířat s cílem vyvinout zcela nové probiotické preparáty, a tak mimo jiné snížit spotřebu antibiotik v zemědělství.

Slepé střevo drůbeže (na obrázku v řezu) je osídleno více než tisícem různých druhů bakterií. Jiné druhy se nacházejí volně v lumen střeva a jiné se zase specializují na kolonizaci sliznice trávicího traktu. V jednom gramu tráveniny se vyskytuje 10 až 100 miliard různých bakteriálních buněk.

Pokud libovolnou osobu přiřadíte k druhu Homo sapiens, máte pravdu jen částečně. To, co automaticky považujeme za člověka, je ve skutečnosti metaorganismus sestávající z tisíců různých biologických druhů. Stačí upozadit egocentrický přístup a povolit i jiné než standardizované vnímání reality, a pak musíme připustit, že člověka lze chápat i jen jako prostředek určený k zajištění životních podmínek (zejména stálé teploty a přísunu živin) pro tisíce druhů bakterií, kvasinek, plísní nebo virů. Ať tak, či onak, celý metaorganismus musí být v rovnováze, která umožní naplnění programů zakódovaných v genetické informaci všech jednotlivých členů.

Mikroorganismy, které osídlují vyšší organismy, jsou v naprosté většině neškodné nebo dokonce prospěšné. Proto je asociace vyššího organismu s mikroflórou tvořenou ostatními členy výsledného metaorganismu žádoucí. K předávání správné mikroflóry dochází prostým kontaktem mezi rodiči a potomky, u savců již během porodu průchodem plodu porodními cestami. Existují však situace, kdy něco probíhá jinak než obvykle. U lidí je to například porod císařským řezem a u kuřat je to líhnutí v líhních. V obou případech je přirozený přenos žádoucí mikroflóry z rodičů na potomky narušen.

Elektronmikroskopické obrázky bakterií, které se běžně vyskytují ve slepém střevě kuřat.

Absence kontaktu mezi slepicí a potomky při produkci drůbeže představuje poměrně značný problém, protože je známo, že střevní mikroflóra dospělého typu významně zvyšuje odolnost kuřat k infekcím. Infekce způsobené absencí komplexní mikroflóry se u kuřat řeší podáváním antibiotik, což ale vede k selekci rezistentních mikroorganismů a postupnému snižování účinků antibiotické terapie nejen u hospodářských zvířat. Experimentálně lze slepice ke kuřatům doplnit, porovnat skladbu střevní mikroflóry kuřat s kontaktem a bez kontaktu s dospělou slepicí a identifikovat bakterie, které u kuřat v komerční produkci chybějí. Na tento krok lze navázat s kultivací bakterií ze střevního traktu v nepřítomnosti kyslíku, který je pro většinu střevních bakterií toxický, a získané bakterie identifikovat stanovením úplné sekvence jejich chromozomu. Následně je zapotřebí otestovat stovky kultur na kuřatech z hlediska jejich schopnosti osídlit trávicí trakt kuřat a chránit je před infekcemi. Právě takto jsme postupovali a zjistili jsme, že žádná jednotlivá bakteriální kultura kuřata před infekcemi nechrání. Fungují ale vícebakteriální směsi. S využitím vhodně uspořádaných experimentů jsme nakonec selektovali směs sestávající z šesti různých bakterií čeledi Bacteroidaceae a 3 bakterií čeledi Veillonellaceae. Tato směs je dostatečně jednoduchá pro komerční produkci a zároveň dostatečně komplexní, aby účinně chránila kuřata před infekcí salmonelami. V březnu 2024 byla Ústavem pro státní kontrolu veterinárních biopreparátů a léčiv pod názvem QuoCNA schválena pro uvádění do oběhu, a je tedy volně dostupná. Na světě neexistuje žádný podobný preparát, a tak se Česká republika, Výzkumný ústav veterinárního lékařství, v. v. i., a projekt NaCeBiVet stávají celosvětovým průkopníkem i lídrem v oblasti produkce nové generace probiotik pro hospodářská zvířata.