«Виловлювання» у стічних водах бійні звучить не надто привабливо, але саме цим займалася команда дослідників із Ганьсуйського аграрного університету (Ланьчжоу, Китай) під керівництвом старшого автора Хуейтяня Гоу, щоб знайти перспективне рішення для знезараження від сальмонели.

Сальмонела є однією з основних причин харчових отруєнь і становить значну загрозу для безпеки харчових продуктів. За даними дослідження 2023 року, яке охопило 16% населення США, було зафіксовано понад 7000 випадків зараження сальмонелою, причому рівень госпіталізації сягав тривожних 29%. Щоб стримати інфекцію, птахівники часто застосовують антибіотики, але це має зворотний бік — пришвидшує розвиток антибіотикорезистентних штамів.

Сальмонела утворює щільні біоплівки, які захищають бактерії від хімічних засобів і дезінфекції, тому повна відмова від фармакологічних підходів на користь лише гігієни та стерильності є малореалістичною. То яке ж рішення?

Бактеріофаги — віруси, що атакують бактерії — пропонують перспективну природну альтернативу. FDA (США) уже визнало низку літичних фагів «загалом безпечними», а попередні дослідження показали їхню ефективність у зменшенні кількості сальмонели на курячій шкірі. Водночас їхня ефективність у реальних харчових системах досі потребувала підтвердження.

Щоб заповнити цю прогалину, дослідники вирішили знайти новий штам фага, детально його охарактеризувати та протестувати в умовах, максимально наближених до реальних. Спочатку вони використали метод подвійного шару агару для виявлення бактеріофагів у стічних водах птахоферм і бійні, здатних руйнувати поширені штами сальмонели.

Так було виявлено новий літичний фаг W5, який показав потужну дію проти дев’яти сероварів сальмонели. Морфологічні та біологічні дослідження, включаючи повне секвенування геному за допомогою платформи PacBio Sequel II, показали, що W5 належить до роду Cornellvirus і є стабільним при температурах до 50°C та в діапазоні pH від 3 до 13.

У паралельних експериментах дослідники оцінили здатність фага як запобігати утворенню біоплівок, так і руйнувати вже сформовані. Це тестували в різних харчових середовищах: пастеризованому молоці, сирій свинині, рідкому яйці та на поверхні яєчної шкаралупи при температурах 4 і 30°C. Результати показали, що W5 ефективно і запобігає утворенню біоплівок, і руйнує їх, знищуючи сальмонелу, з найкращими результатами при 30°C.

Сканувальна електронна мікроскопія також підтвердила ефективність W5 у руйнуванні біоплівок на поверхнях, що контактують із харчовими продуктами. Водночас ефективність залежала від температури, зрілості біоплівки та типу поверхні.

Коментуючи результати дослідження, Гоу зазначив, що команді вдалося «відкрити безпечний і високоефективний природний вірус (бактеріофаг W5), який діє як високоточна ракета, здатна знищувати шкідливу сальмонелу на різних продуктах і пакувальних матеріалах, демонструючи великий потенціал як новий захисник харчової безпеки… Геномний аналіз підтверджує його безпечність, оскільки він не містить генів вірулентності чи антибіотикорезистентності».

Дослідники також підкреслюють, що як природний біологічний агент W5 є екологічним рішенням для знезараження, що дозволяє зменшити використання агресивних хімічних засобів.

«Ми впевнені, що фаг W5 має величезний потенціал для інтеграції на всіх етапах — від ферми до столу. Його можна застосовувати як кормову добавку, дезінфектант у м’ясопереробці або навіть як спрей-консервант для свіжих продуктів», — додав Гоу. — «Ми з нетерпінням чекаємо співпраці з індустрією, щоб перенести це ефективне “зелене” рішення з лабораторії на ринок і разом підвищити безпеку харчових продуктів».