Peptydy zastępują antybiotyki w nasieniu knura w celu sztucznego zapłodnienia wolnego od bakterii
Sztuczne zapłodnienie zostało po raz pierwszy zademonstrowane pod koniec XVIII wieku. Technika ta oferuje hodowcom zwierząt liczne korzyści. Ponieważ nasienie transportuje się znacznie łatwiej niż same zwierzęta, jeden samiec hodowlany może spłodzić praktycznie nieograniczoną liczbę potomstwa u wielu oddalonych od niego samic. Obecnie około 90 % ciąż zwierząt gospodarskich w Europie rozpoczyna się sztucznie. W ponad 99 % przypadków do inseminacji wykorzystuje się świeże, a nie zamrożone nasienie. Nasienie wykorzystywane jest tak szybko, jak to możliwe, chociaż wciąż może wymagać przechowywania przez okres do 3 dni w temperaturze 15–17°C. Nasienie przechowywane w tej temperaturze może być narażone na zanieczyszczenie bakteryjne. Hodowcy radzą sobie z tym problemem za pomocą antybiotyków. Jednak stosowanie ich w chowie zwierząt jest główną przyczyną oporności na antybiotyki. W związku z tym korzystanie z antybiotyków jest w Europie zdecydowanie odradzane, a od 2022 roku będzie całkowicie zakazane. Hodowcy potrzebują zatem alternatywnego sposobu zapobiegania rozwojowi bakterii w przechowywanym nasieniu.
Peptydy przeciwbakteryjne
W ramach współfinansowanego ze środków UE projektu ECOEXTENDER opracowano taką alternatywę, głównie z myślą o świniach. Naukowcy opracowali higieniczne metody pobierania, przechowywania i wykorzystywania zamrożonego nasienia. Xavier Barrera, koordynator projektu, mówi: „Aby osiągnąć ten cel, zbadaliśmy możliwość zastąpienia obecnie stosowanych komercyjnych środków konserwujących alternatywami, które nie zawierają antybiotyków”. Kluczem do ich rozwoju jest peptyd przeciwbakteryjny. Peptyd jest zbiorem aminokwasów. Kilka takich zbiorów tworzy białko. Wiele różnych organizmów w naturalny sposób wytwarza peptydy przeciwbakteryjne jako ochronę przed rozwojem bakterii, grzybów i wirusów. Antybiotyki nie zabijają bakterii, a jedynie hamują ich rozmnażanie. Oporność bierze się od zmutowanych osobników, na których tłumienie nie działa, i które w związku z tym są w stanie rozmnażać się bez przeszkód. Z kolei peptydy przeciwbakteryjne zabijają bakterie. Robią to, niszcząc błony komórkowe bakterii.
Pierwsze badanie nasienia świni
Xavier Barrera dodaje: „Zastosowanie tych peptydów zostało dogłębnie zbadane na roślinach, ale przed rozpoczęciem projektu ECOEXTENDER ich wykorzystanie w nasieniu knurów nie było testowane”. Zespół ocenił wpływ peptydów przeciwbakteryjnych na jakość nasienia świni. Badacze sprawdzili także obciążenie bakteryjne i zbadali, czy bakterie rozwinęły oporność na peptydy. Dalsze rozważania dotyczyły skuteczności leczenia peptydami w zależności od pory roku i innych czynników środowiskowych, takich jak stężenie. Uczestnicy projektu ocenili ponadto, czy peptydy wpływają na siłę działania nasienia. Na podstawie wyników badań przygotowano protokół, który szczegółowo opisuje skuteczne zastosowanie peptydów. Obecnie zespół pracuje nad sztuczną syntezą peptydów o tych samych właściwościach, co testowane w tym badaniu. Powinny one okazać się bardziej ekonomiczne i odpowiednie do zastosowania na dużą skalę, niż peptydy pozyskane ze źródeł naturalnych. Badacze biorący udział w projekcie szukają partnerów technicznych do pomocy w syntezie. Nasienie świni jest rozcieńczane substancją biogenną, która ostatecznie będzie zawierać peptydy. Według badania marketingowego przeprowadzonego w ramach projektu, wartość hiszpańskiego rynku rozcieńczalników wynosi obecnie ponad 2 mln euro rocznie, a rynku europejskiego – ponad 12 mln euro. Gdy nowy rozcieńczalnik będzie gotowy do sprzedaży, powinien być w stanie przejąć większość tego rynku. Celem zespołu ECOEXTENDER jest zdobycie nowych klientów na całym świecie.
Słowa kluczowe
ECOEXTENDER, nasienie, antybiotyk, świnia, peptyd przeciwbakteryjny, nasienie knura, sztuczne zapłodnienie, rozcieńczalnik
