Izstrādās sistēmu ātrai patogēno baktēriju identificēšanai

Patlaban ar dzīvnieku slimības izraisītāju – baktēriju ātru un efektīvu identificēšanas problēmu – saskaras gan piena lopkopji, gan veterinārārsti. Galvenokārt to rada nespēja ātri konstatēt baktēriju klātbūtni un noteikt konkrēto veidu, lai pieņemtu pareizāko lēmumu par turpmāko dzīvnieku ārstēšanās procesu. Mūsdienās pieejamie laboratorijas testi ir gan dārgi, gan laikietilpīgi, turklāt analīžu rezultāti jāgaida līdz pat nedēļai. Tas būtiski samazina novēloti uzsāktās dzīvnieku ārstēšanas efektivitāti un palielina izmaksas. Lai šo problēmu risinātu, Latvijas zinātnieki, uzņēmumu pārstāvji un veterinārārsti uzsākuši kopīgu projektu, lai izstrādātu un ieviestu inovatīvu, neinvazīvu, ātru, dinamikā kontrolējamu un attālināti izsekojamu diagnostikas principu dzīvniekiem.

Projekta mērķis ir izstrādāt Lietu interneta (LI) sistēmu, kas izmantos jaunāko Bluetooth 5.0 tehnoloģiju un mākslīgajā intelektā balstītus algoritmus, lai analizētu zemas frekvences signālu spektru piena ražošanas dzīvniekiem (govīm, kazām un aitām) nosacīti patogēno baktēriju diagnostikai. Latvijas Biozinātņu un tehnoloģiju universitātes – LBTU Biotehnoloģiju zinātniskā laboratorijas vadītāja un vadošā pētniece Anda Valdovska stāsta: "Izstrādātās sistēmu komponentes paredz trīs augstas ticamības akustiskos biosensorus – serveris, kurā tiks glabāti un analizēti visi dati, kā arī lietotāja saskarne (interfeiss), lai sekotu līdzi katra dzīvnieka veselības stāvoklim un izmantotajai ārstniecības terapijai."

Projekta "Lietu Interneta sistēma nosacīti patogēno baktēriju diagnostikai, antibiotiku lietošanas uzraudzībai un ierobežošanai" izstrādātājs un vadošais partneris ir SIA "Vet Health Spektrum", kas sadarbosies ar LBTU Biotehnoloģiju zinātniskās laboratorijas Molekulārās bioloģijas un mikrobioloģijas nodaļas un Veterinārmedicīnas fakultātes pētniekiem, kā arī ar partneriem no Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta, SIA "Ogres Piens", Limbažu novada Z/S "Līči'', Brunavas pagasta mikrouzņēmuma "Liepiņas", Jelgavas novada SIA "Līcīši", SIA "Latvijas Šķirnes dzīvnieku audzētāju savienība" un veterinārārsti - konsultanti Aivu Gailumu.

"Galvenokārt projekta īstenošnas ieguvums būs baktēriju ātra identificēšana, kas ir dzīvnieku slimību ierosinātājas un kritisks aspekts slimību diagnostikai un ārstēšanai lopkopībā, kā arī pārtikas drošībai un sabiedrības veselībai kopumā. Lai izvairītos no manuālas piena paraugu apstrādes, manipulācijām un sarežģītām diagnostikas metodēm, baktēriju noteikšanā būtu nepieciešams, lai testi būtu ātri un viegli saprotami jebkuram lietotājam. Tādēļ biosensori, īpaši akustiskie, ir laba izvēle, lai risinātu šo problēmu ar jaunu un inovatīvu pieeju," skaidro pētniece.

Paredzētās sistēmas ieviešana pozitīvi ietekmēs ne tikai ekonomiku, samazinot antibiotiku izmantošanu lopkopībā un palielinot ražošanas apjomus, kas paredz uzlabot pārtikas nekaitīgumu un kvalitāti, bet arī sekmēs dzīvnieku un cilvēku veselību, mazinot antimikrobiālo rezistenci (AMR), uzlabojot gan vides kvalitāti gan cilvēku veselību. Tāpat tiks mazināts piesārņojums no antibiotiku atliekvielām un uzlabota biodrošība, kas paredz samazināt pret antibiotikām izturīgu baktēriju izplatību.

"Pētījuma uzdevums ir iegūt jaunas zināšanas LI sistēmas izstrādei. Projekta darbības vērstas uz to, lai izstrādātu prototipa sistēmu, kas veidota tā, lai izmantotu pēc iespējas zemāku elektromagnētisko viļņu tehnoloģiju, kā arī būtu iespēja testēt to laboratorijas un rūpnieciskajās vidēs," informē A. Valdovska.

Plānotais projekts fokusējas uz antimikrobiālo līdzekļu lietošanas samazināšanu saimniecībās, tādējādi tiks attīstīts ilgtspējīgs risinājums piena ražošanā kopumā. Savlaicīgi iegūtie reāllaika dati par atklātiem slimības izraisošajiem ierosinātājiem sniegs lopkopības saimniecību atbildīgajām personām svarīgu informāciju par dzīvnieku veselības stāvokli. Balstoties uz šiem datiem, varēs nekavējoties reaģēt un veikt preventīvas darbības, lai ierobežotu tālāku patogēno mikroorganismu izplatību.

LBTU zinātnieki šī projekta realizēšanas laikā īstenos vairākus uzdevumus,  piemēram, mikroorganismu un fermu pilotu testu metodoloģiju izstrādi, baktēriju izolātu sagatavošanu skenēšanai, tāpat piedalīsies piena paraugu aseptiskā iegūšanā projektā iesaistītajās atgremotājdzīvnieku saimniecībās, kā arī veiks bakteriālo ierosinātāju kā biomarķieru izolēšanu, identifikāciju, antibiotiku rezistences noteikšanu un saimniecībās iegūto skenēto elektromagnētisko un laboratorijas mikrobioloģisko datu analīzi, bet projekta noslēgumā – nodrošinās atbalsta darbības atkārtotu testēšanu vajadzībām LI sistēmas programmatūras precizēšanai un gala versijas izstrādei.

Kontaktinformācija par pētījumu: anda.valdovska@lbtu.lv un ilze.vike@lbtu.lv.

Projekts “Lietu Interneta sistēma nosacīti patogēno baktēriju diagnostikai, antibiotiku lietošanas uzraudzībai un ierobežošanai” tiek īstenots projekts Latvijas Lauku attīstības programma 2014.-2020. gadam pasākuma 16. "Sadarbība" 16.1. apakšpasākumā: "Atbalsts EIP lauksaimniecības ražīguma un ilgtspējas darba grupu projekta īstenošanai" (Nr. 22-00-A01612-000002). Projekts uzsākts 2022. gada 1. septembrī un tiks realizēts līdz 2024. gada 15. oktobrim, tā kopējais finansējums ir 450 320,00 eiro.

Atbalsta Zemkopības ministrija un Lauku atbalsta dienests.

Materiālu sagatavoja projekta darba grupa

Fotogrāfijai (www.pexels.com) ir ilustratīva nozīme

Uzziņa: Latvijas Lauku konsultāciju un izglītības centrs ir EIP (Eiropas inovāciju partnerību) tīkla pārstāvis Latvijā, kura viens no uzdevumiem ir informēt par inovācijām un ar tām saistītiem projektiem Latvijā un Eiropā.