Jak wyglądały początki Polskiej Kolekcji Drobnoustrojów w czasach, kiedy nowoczesna mikrobiologia dopiero wypuszczała swoje korzenie?

Historia naszej kolekcji sięga lat 60. XX w. i jest związana z postacią prof. Stefana Ślopka, ówczesnego dyrektora IITD PAN, który właśnie w Instytucie umieścił główną część swoich zbiorów, m.in. ze Lwowa, Krakowa, Zabrza-Rokitnicy – z badań prowadzonych nad czerwonką zakaźną (dyzenterią), która stanowiła wówczas ogromny problem epidemiologiczny. Kolejną ważną postacią i pierwszym kuratorem kolekcji był prof. Teofil Szulga, od którego nazwiska nazwano zresztą ważny gatunek bakterii rodziny Mycobacteriaceae (Mycobacterium szulgai). W tamtych latach Instytut mógł poszczycić się sporymi osiągnięciami w pracy nad tymi bakteriami. Następnie kolejni badacze – pracujący w Instytucie i zajmujący się konkretnymi grupami drobnoustrojów – sprowadzali z klinik różne zbiory szczepów, dzielili się i wymieniali swoimi kolekcjami, kupowali je od siebie, a także pozyskiwali własne szczepy z materiału biologicznego. Dziś PCM jest jedną z pierwszych i głównych kolekcji światowych (ma numer 106 na ponad 1000 kolekcji zarejestrowanych w Światowej Federacji Kolekcji Kultur Drobnoustrojów).

Dużo na starcie ułatwił fakt, że kolekcja mogła korzystać z zaplecza naukowego Instytutu?

Jak najbardziej. W powstawaniu kolekcji widzieliśmy na świecie dwie tendencje. Były one tworzone przy uczelniach i instytutach naukowych albo wydzielały się w formie prywatnych instytucji, jak np. w Anglii, Holandii czy Stanach Zjednoczonych. Drugi scenariusz rodzi pewne problemy, bo wymusza ciągłe poszukiwania finansowania własnego zaplecza, sprzętu, infrastruktury, stąd dominuje raczej pierwszy model. Wspólne działanie jest prostsze, tańsze i skuteczniejsze. Zaplecze naukowe jest niezbędne, ponieważ dana kolekcja zawęża swoje działania do danej specjalizacji i potrzebuje od ręki specjalistów, którzy podzielą się rolami.

Na jakich typach drobnoustrojów Wy się koncentrujecie?
Nasza kolekcja wyspecjalizowana jest głównie w szczepach bakterii patogennych o znaczeniu klinicznym, w tym w promieniowcowych – jako ważnej części świata bakteryjnego – oraz bakteriofagach. Obecnie obiektem naszych zainteresowań są także linie komórkowe – których na tą chwilę mamy ok. 200 – oraz grzyby, jednak szczepy bakteryjne wciąż pozostają najważniejszym polem naszej działalności.

W jakich warunkach należy przechowywać te szczepy?
Przechowujemy je albo w formie liofilizatów w ampułkach, albo w zamrażarkach w stanie „głębokiego mrożenia” przy -80 °C, albo – w przypadku wrażliwszych szczepów – w ciekłym azocie. Kiedy mamy do czynienia z jakimiś bardziej niestandardowymi szczepami, wtedy dopracowujemy którąś z metod przechowywania. Nawet po tym, jak doszła nam aparatura do certyfikacji, wymagająca oddzielnego pomieszczenia, wciąż kolekcja mieści się w 2-3 pokojach. Ranga, ważność i prestiż dla biotechnologii i innych nauk są o wiele większe niż niepozorne ampułki, które skrywają jednak prawdziwy skarb!

Na jakiej zasadzie odbywa się selekcja, tzn. jakimi kryteriami kierujecie się, decydując o włączeniu bądź nie do kolekcji konkretnych szczepów? Rozumiem, że jest to bardziej kryterium jakościowe niż ilościowe?

Zdecydowanie tak. Nie jest aż tak ważna ilość szczepów w kolekcji (gdybyśmy tylko chcieli, z jednego szpitala możemy w ciągu miesiąca pozyskać kilka tysięcy bakterii), za to fundamentalna jest ich tożsamość, wartość i znaczenie w chorobotwórczości czy biotechnologii. Zwracamy uwagę, czy są producentem ważnych związków, służą do testowania jakiejś substancji bądź wykazują inne istotne funkcje. Wszystkie szczepy muszą być dokładnie udokumentowane, certyfikowane, opisane i powinny wokół nich powstawać ważne publikacje – to decyduje o prestiżu kolekcji. Brak takiego odniesienia znacznie obniża ich wartość. Patrzymy również na to, kto je dostarcza, kto może być zainteresowany konkretnymi zbiorami i dla kogo mogą być one cennym źródłem informacji.
Jeżeli chodzi o sprawdzanie jakości szczepów, mamy 3 główne sposoby. Po pierwsze – automat do biochemicznej analizy danego szczepu, gdzie prowadzi się cały cykl specyficznych reakcji biochemicznych, wskazujących, jaki to gatunek. Po drugie – metoda genetyczna, gdzie analizujemy genom bakteryjny. Po trzecie – spektrometria masowa (MALDI), w ramach której uzyskujemy taki „odcisk palca” komórek bakterii. Potem możemy porównać i sprawdzić wszystkie wyniki i na ich bazie zbudować certyfikat danego szczepu, który wysyłamy zainteresowanym wraz z tym szczepem.

Kto jest zazwyczaj w tej grupie zainteresowanych?

Z jednej strony na bieżąco przekazujemy szczepy uczelniom w celach dydaktycznych, a z drugiej zaopatrujemy przemysł biotechnologiczny w kraju i zagranicą w szczepy referencyjne do różnych testów i badań. Głównie są to gotowe zestawy testowe, potrzebne do spełnienia pewnych wymagań normatywnych. Możemy również pośredniczyć w uzyskiwaniu szczepów z innych kolekcji, jeśli sami czegoś nie posiadamy.

Jakie korzyści dało Wam otrzymanie od Światowej Organizacji Własności Intelektualnej (WIPO) statusu Międzynarodowego Organu Depozytowego (IDA) dla bakterii i bakteriofagów do celów patentowych?

Dzięki prawu deponowania szczepów patentowych stale możemy – za zgodą deponującego – poszerzać kolekcję o nowe bakterie i bakteriofagi, będące przedmiotem wniosków patentowych z różnych krajów, m.in. Brazylii, Chile, Izraela, Szwecji czy Austrii. Jest to też kwestia prestiżowa, na bazie której budujemy liczne programy międzynarodowe przede wszystkim po to, by materiał genetyczny był ujęty w pewne ramy infrastrukturalne. Kolekcja powinna być tworzona i utrzymywana w ramach szerszej sieci europejskiej, by zachowała ujednolicone przepisy oraz podobne warunki transferu i ochrony. To nie są jednorazowe projekty, ale działania postępujące i ewoluujące.

Z końcem 2014 r. zamknęliście projekt utworzenia interoperacyjnej elektronicznej platformy naukowej PCM. Jakie były cele i założenia projektu, a co najważniejsze – efekt końcowy?

Był to projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka na lata 2007-2013, Priorytet II, Działanie 2.3., Poddziałanie 2.3.2. Projekty w zakresie rozwoju zasobów informacyjnych nauki w postaci cyfrowej. Prace te prowadziła dr Agnieszka Korzeniowska-Kowal.

Platforma ma upowszechniać ideę deponowania szczepów tak, aby ktoś, kto ma jakieś cenne egzemplarze, ufał, że jego praca nie pójdzie na marne, że te szczepy nie zaginą i może je przesłać nieodpłatnie, bezpiecznie do kolekcji. Wszyscy na tym korzystają – oddający swoje zbiory zachowuje autorstwo, szczepowi dodaje to autentyczności, gdyż posiada on swoją własną „metryczkę”, dzięki czemu więcej osób może używać go do produkcji i testowania, a kolekcja zwiększa swój potencjał naukowy. Więcej ważnych gatunków drobnoustrojów to więcej możliwości edukacji, dysponowania tymi szczepami, a także korzyści dla całego społeczeństwa. Ponadto projekt umożliwił samej kolekcji zdobycie środków na poprawę warunków bezpieczeństwa przechowywania szczepów, a także na sprzęt do certyfikacji, dzięki któremu możemy sprawdzać tożsamość bakterii wspomnianymi wyżej trzema metodami.

Jakie są dalsze plany na rozwój projektu?

Jesteśmy właśnie na etapie kończenia informatyzacji całej kolekcji, tzn. wszystkie 4000 szczepów wraz z „metryczkami” będą dostępne online. W tej chwili nie ograniczamy się tylko do szczepów patogennych – zyskujemy szczepy z ujęć wody, szczepy środowiskowe, probiotyki. Mamy coraz więcej zapytań o tę ostatnią grupę, gdyż sama immunologia bardzo się rozszerza – to już nie tylko temat chorób zakaźnych i szczepów chorobotwórczych, ale również tych zapewniających zdrowie dzięki oddziaływaniom z układem odpornościowym. Część z gatunków została opisana jako zupełnie nowe.

Nowe szczepy środowiskowe to też nowe zastosowania i rozszerzenie kompetencji PCM?

Zdecydowanie możemy więcej robić i szybciej działać, upowszechniając analizę środowiskową różnych zagrożeń, m.in. jakości wód. Weźmy za przykład analizę typu MALDI – w ciągu zaledwie 10 minut wiemy, z jakim gatunkiem bakterii mamy do czynienia i czy woda w jakimś miejscu w kraju jest skażona. Jest to typowy przykład wiedzy służącej całemu społeczeństwu, które zaczyna się bardziej interesować swoim zdrowiem, a na zarządcach, administratorach i organach władzy lokalnej wymusza dbanie o jakość dostarczanej wody, wolnej od zagrożeń i zanieczyszczeń. Nasza kolekcja zaś bankuje te szczepy i wzbogaca się o nowe gatunki i rodzaje.

Czego możemy Wam życzyć z okazji tych 50. urodzin?

Jeszcze lepszej i bardziej zaawansowanej aparatury do identyfikacji szczepów, nowych pomieszczeń dla kolekcji dzięki unijnym dofinansowaniom na projekty infrastrukturalne, ciekawych publikacji opartych o nasze zasoby, a także wzrostu świadomości społecznej w tym temacie – żeby biotechnolodzy przesyłali nam swoje małe, prywatne kolekcje dla dobra swojego, jak i całego społeczeństwa.