Antibiotikaresistens är ett de största globala hoten mot mänskligheten idag, vilket kräver insatser på många plan. Forskare vid Chalmers inleder nu ett projekt där man ska förbättra mikrobiella kosttillskott, baserade från restvaror från bioindustrin, för att använda dem för att minska infektionsrisken hos lantbruksdjur. På så sätt kan minska användningen av antibiotika och samtidigt öka värdet på hållbara bioprocesser.
Mauro Moreno-Beltrán, postdok på avdelningen för systembiologi, leder forskningsprojektet som kvalade in på IVAs 100-lista 2023 över innovationer inom mänsklighetens tjänst.
− Detta projekt täcker flera utmanande områden. Å ena sidan försöker vill vi hjälpa till att minska användningen av antibiotika på gårdar på grund av hotet om antimikrobiell resistens runt om i världen. Å andra sidan vill vi göra hållbara bioprocesser mer lönsamma, säger Mauro Moreno-Beltrán.
Antibiotika har länge använts för att öka tillväxten hos lantbruksdjur och när användning minskas eller förbjuds behöver lantbruken hållbara och lönsamma alternativ. Probiotika och prebiotika, kosttillskott av mikroorganismer med skyddande egenskaper, har visat stor potential när det gäller att skydda lantbruksdjur mot olika sjukdomar.
Bioprocesser bör bli mer kostnadseffektiva
Mikroorganismer, så kallade cellfabriker, kan användas i bioprocesser för produktion av hållbara alternativ till icke-förnybara produkter som plast och bränsle. Men man kan idag inte producera till samma kostnad som traditionell industri. Mauro Moreno-Beltrán berättar att även om bioproducerad plast redan finns på marknaden, står den bara för cirka tio procent av den totala efterfrågan. Problemet gäller också förnybara produkter som vegetabiliska oljor, där den höga efterfrågan driver på avskogning för att man ska kunna producera mer.
− Min förhoppning är att detta projekt ska kunna kan ge mervärde åt processen. Då kan man kompensera för priset på dessa alternativa produkter och täcka efterfrågan på deras traditionella motsvarigheter, säger Mauro Moreno-Beltrán.
Men hur fungerar då dessa hållbara bioprocesser?
− Man kan jämföra det med vinframställning − det är faktiskt ett exempel. Du odlar mikrober och matar dem med socker i form av druvor, och i slutet får du en produkt med ett högre värde, i form av vin, säger Mauro Moreno-Beltrán.
De mest framgångsrika exemplen är produktion av läkemedel (insulin, vacciner), men när det gäller billigare produkter som plast eller bränsle är ekonomisk lönsamhet svår att uppnå. Därför försöker man skapa ett mervärde i produktionen, till exempel används den överblivna biomassan, mikroberna, som djurfoder.
Bättre mikroorganismer kan öka värdet på överbliven biomassa
Forskarteamet kommer att göra genetiska modifieringar av mikroorganismerna med syfte att få dem att producera molekyler som hjälper till att hindra tillväxten av patogena mikrober. Genom att förbättra den probiotiska och prebiotiska potentialen hos den industriella jästen ökar man samtidigt värdet ytterligare på den överblivna biomassan som vanligtvis säljs till jordbruksindustrin.
Om Mauro Moreno-Beltrán
- Mitt arbete fokuserar på bioproduktion, speciellt produktion av lipider och oljor, och verktyg för att göra processen ekonomiskt lönsam.
- Jag tog min kandidatexamen i bioteknik i Spanien, sedan bestämde jag mig för att flytta till Frankrike för att lära mig mer om systembiologi och syntetisk biologi under en. Här gjorde jag praktik på en start-up som använde jäst för bioproduktion.
- Jag doktorerade i England, jag var med i ett projekt som syftade till att, genom att anväanda jäst, ta fram ett hållbart substitut för palmolja.
- Nu är jag postdok vid Chalmers och arbetar med syntetbiologiska verktyg för att förbättra utbytet av lipidproduktion i jäst.
Kontakt
- Gästforskare, Systembiologi, Life Sciences