Profesorka Miroslava Kačániová zo Slovenskej poľnohospodárskej univerzity v Nitre je autorkou viac ako tisíc prác, ktoré boli uverejnené nie len v domácich, ale aj zahraničných odborných časopisoch. Za svoj najväčší objav považuje zistenie, že niektoré liečivé rastliny majú inhibičný vplyv na rezistentné mikroorganizmy a môžu v budúcnosti nahradiť antibiotiká. Rozhovor nám poskytla počas Týždňa vedy a techniky, pri príležitosti prevziatia ceny v kategórii Osobnosť vedy a techniky.
Mikrobiologička prof. Ing. Miroslava Kačániová PhD. je autorka a spoluautorka celkovo 1041 prác v zahraničných karentových časopisoch, domácich a zahraničných prác, učebníc, skrípt, monografií. Jej odborná činnosť je zameraná na mikrobiologickú analýzu potravín, na vplyv biologicky účinných látok a prírodných látok na tráviacu sústavu zvierat, na antimikrobiálnu rezistenciu baktérií vyizolovaných z potravín a na antimikrobiálnu aktivitu prírodných látok proti rôznym druhom mikroorganizmov.
Ako by ste popísali laikovi, čím sa vo svojom výskume zaoberáte?
Vo svojom výskume sa zaoberám hlavne výskytom mikroorganizmov nachádzajúcich sa v potravinách a v zdrojoch potravín. V minulosti som sa zaoberala potravinami živočíšneho pôvodu a tráviacim traktom živočíchov po aplikácii probiotík a biologicky účinných látok.
V súčasnosti sa zameriavam na mikroorganizmy hrozna, muštu, vína a vplyv rastlinných silíc a medicínsky významných rastlín na antimikrobiálnu, antibiofilmovú, insekticídnu a antikarcinogénnu aktivitu. Významné sú aj analýzy tráviaceho traktu včiel a rýb, a mikroorganizmy vyskytujúce sa v sperme zvierat a ľudí.
Okrem toho skúmam aj antibiotickú rezistenciu baktérií vyizolovaných z rôznych prostredí. Antibiotická rezistencia v súčasnosti predstavuje veľké riziko pre zdravie ľudí a zvierat, a preto sa hľadajú nové alternatívy náhrady antibiotík. Takouto cestou by bola náhrada antibiotík rastlinnými silicami a liečivými rastlinami.
Čo pokladáte za svoj najväčší objav?
Zistenie, že niektoré liečivé rastliny a rastlinné silice majú inhibičný vplyv na rezistentné mikroorganizmy a môžu nahradiť v budúcnosti antibiotiká, ale tieto výsledky sú stále skúmané širokou verejnosťou. Dôležitým prvkom v mojom výskume je aj črevná mikroflóra včiel na báze laktobacilov, ktorá môže v budúcnosti zohrať významnú úlohu pri inhibícii baktérie Paenibacillus larvae spôsobujúcej mor včelieho plodu, ktorá je celosvetovým problémom v chove včiel. Samozrejme, že moje výsledky nie sú len mojimi výsledkami, ale aj výsledkami mojich spolupracovníkov z rôznych inštitúcií doma a hlavne v zahraničí.
Ako vzniká antibiotická rezistencia?
Rezistencia na antibiotiká vzniká ako dôsledok nesprávnej a nadmernej konzumácie antibiotík. K nesprávnym spôsobom užívania antibiotík patrí skracovanie dĺžky liečby, znižovanie dávok antibiotík, nedodržiavanie dávkovania. Citlivé baktérie v organizme účinok antibiotík usmrtí, rezistentné baktérie v organizme, aj napriek podávaniu antibiotík, naďalej rastú a množia sa. Oslabujú nielen organizmus pacienta, ale sa môžu šíriť a spôsobovať infekcie u ľudí, ktorí neužívali žiadne antibiotiká.
Prečo pre nás predstavuje problém?
V prípade rezistencie na určitý druh antibiotika neprichádza ani po podaní antibiotika k zastaveniu rastu, či usmrteniu baktérií. Aj napriek antibiotickej liečbe baktérie prežívajú a naďalej sa množia, čo vedie k predlžovaniu ochorenia, dokonca až k smrti. Infekcie spôsobené rezistentnými baktériami si vyžadujú zvýšenú zdravotnú starostlivosť, používanie alternatívnych a drahších antibiotík.
Sú baktérie rezistentné vždy len voči jednému typu antibiotika?
Vôbec nie. Naopak, dnes sú známe bakteriálne kmene rezistentné voči niekoľkým antibiotikám súčasne, ktoré sa môžu napokon stať rezistentnými voči všetkým dnes dostupným antibiotikám, čo znamená, že v prípade napadnutia organizmu takýmto druhom baktérie neexistuje žiadna účinná lekárska pomoc. Bez účinných antibiotík by sme sa vrátili do čias pred ich objavením, keď nebolo možné vykonávať transplantácie orgánov, protirakovinovú chemoterapiu, intenzívnu zdravotnú starostlivosť a ďalšie lekárske postupy. Bakteriálne ochorenia by sa šírili a nedali by sa liečiť.
Ako môžu rastliny pomôcť v boji proti infekčným ochoreniam?
Rastliny demonštrujú rozmanitý rozsah biologických aktivít a môžu byť efektívne využívané na zvládanie chorôb. Kombinované výživové a botanické prístupy môžu poskytnúť účinné nástroje na kontrolu celého množstva infekcií. Tradičné systémy medicíny, ktoré zahŕňajú ajurvédy, tradičnú čínsku medicínu, Kampo, Unani a Siddha, doteraz nemohli vstúpiť do hlavného prúdu medicíny z rôznych dôvodov. Vzhľadom na ich účinnosť sa vynakladá úsilie na rozvoj silnej štandardizácie týchto tradičných systémov medicíny založenej na dôkazoch, aby mohli primerane splniť kritériá, ktoré sa hodia do moderného medicínskeho rámca. V Číne už tradičná čínska medicína zohráva dôležitú úlohu pri liečbe infekčných chorôb. Rastliny produkujú širokú škálu zlúčenín, ktoré nemusia byť dôležité pre ich primárny metabolizmus, ale znamenajú schopnosť rastliny prispôsobiť sa nepriaznivým abiotickým a biotickým podmienkam prostredia. Tieto organické zlúčeniny sú biologicky účinnými látkami a predstavujú „sekundárne metabolity“, vzhľadom na skutočnosť, že sú výsledkom sekundárneho metabolizmu rastlín a vyskytujú sa ako medziprodukty alebo konečné produkty. Medzi sekundárne metabolity rastlín patria hlavne alkaloidy, fenoly a polyfenoly, flavonoidy, chinóny, taníny, kumaríny, saponíny a iné. Konkrétne by som spomenula rastliny a rastlinné extrakty a silice z citrónovej trávy, rozmarínu, čajovníka čínskeho, eukalyptu, ženšenu, aloe vera, oregána, tymianu, koriandra, mäty a iné.
Ktoré konkrétne druhy rastlín majú inhibičný efekt, a mohli by byť v budúcnosti potenciálnymi adeptmi na nahradenie antibiotík?
V našich prácach boli najlepšie antibakteriálne vlastnosti zistené napríklad u oregána, tymiánu, bazalky, ruže šípovej a mnohých iných, ktoré sú publikované vo vedeckých časopisoch.
Foto: Profesorka Miroslava Kačániová si prevzala Cenu za vedu a techniku 2019 z rúk ministerky Martiny Lubyovej
Aké sú hlavné prekážky pri používaní rastlinných extraktov?
Problémom je najmä ich zložité zloženie, nestabilita extraktu a riziko toxicity. Súčasný problém objavujúcich sa multirezistentných baktérií predstavuje globálnu zdravotnú hrozbu. Zníženie účinnosti a zvýšenie toxicity syntetických liekov tento problém ďalej zhoršuje. To vedie vedcov k tomu, že hľadajú rastlinné antimikrobiálne látky na riešenie týchto problémov, o ktorých je známe, že zohrávajú zásadnú úlohu pri vývoji účinných terapeutických látok. Fytoaktívne zložky, buď samostatne alebo v kombinácii s antibiotikami, môžu byť účinným prístupom k riešeniu globálnej antimikrobiálnej rezistencie. Účinnosť byliniek pri liečení chorôb po celé desaťročia naznačuje, že baktérie, huby a vírusy môžu mať zníženú schopnosť prispôsobiť sa antimikrobiálnemu režimu na rastlinnej báze.
Aktuálne pracujete na Katedre ovocinárstva a vinárstva Slovenskej poľnohospodárskej univerzity v Nitre. Aké sú podľa vás najväčšie problémy, ktoré slovenských ovocinárov trápia?
Na katedru ovocinárstva, vinohradníctva a vinárstva som nastúpila len nedávno. Skúsenosti mám hlavne v oblasti významu mikroorganizmov na hrozne a pri výrobe vína. Na Slovensku máme dobré podmienky na pestovanie ovocia, ale nie každý rok to platí. Najväčším problémom ovocinárov je každoročné rušenie desiatok hektárov ovocných sadov, ktoré sú spôsobené hlavne nedostatkom sezónnych zamestnancov. Vzhľadom na to, ako sú v súčasnosti nastavené na Slovensku podmienky, nevyužívame potenciál krajiny, pretože založiť sad nie je lacná investícia. Sú to pomerne vysoké investície a nevyriešené pôdne vzťahy. Preto ten, kto má peniaze, dá ich radšej do niečoho iného a málokto investuje do zakladania ovocných sadov. Veľkým problémom sú aj klimatické zmeny, ktoré môžu napríklad v prípade mrazov spôsobiť veľké straty na ovocí, ale sú to aj rôzni škodcovia či už mikrobiálneho pôvodu ale aj iní, ktorí neprospievajú pestovaniu ovocných drevín, alebo vinohradom.
Ako zasiahnu klimatické zmeny ovocinárov na Slovensku?
Je vysoko pravdepodobné, že teplotné zmeny negatívne ovplyvnia ovocinárov hlavne vo vzťahu k vodnej bilancii. Teplé zimy sú vážny problém, v nížinách už takmer ani nie je sneh a to ovplyvňuje prirodzený cyklus vody. Voda sa hlavne v nížinách nezadržiava tak, ako kedysi a správa sa inak, čo v praxi pociťujeme ako nedostatok vody a potom zase ničivé prívalové dažde. V zime nepadá vo forme snehu ale častejšie vo forme dažďa a rýchlo odteká preč. Aj keď napadne trochu snehu, rýchlo sa roztopí a opäť odteká. Kedysi, keď sa na jar prebúdzala vegetácia, mala dostatok vody, lebo sneh, v ktorom sa voda zadržiavala, sa topil pomaly.
Podľa dostupných faktov a vplyvov klimatických zmien je známe, že produkcia ovocia by viedla k zvyšovaniu cien, poprípade k ich nedostatku. Vyššie teploty uľahčujú tiež šírenie patogénov rastlín, prezimovanie poľnohospodárskych škodcov, čo následne zvyšuje tlak na používanie chemických postrekov. Jarné mrazy sú v súčasnosti omnoho väčší problém ako kedysi. Globálne oteplenie spôsobuje, že rastliny začínajú pučiť a kvitnúť skôr. Mráz na jar ale stále prichádza v tom istom čase. Rastliny tak zasiahne v nevhodnom čase. Týmito mrazmi sú na Slovensku ohrozené najmä ovocné stromy. Má to aj určité výhody, v dôsledku klimatických zmien, ale aj modernejšími postupmi vinárov, máme na Slovensku lepšie víno, a je fakt, že vinič sa pestuje z dôvodu klimatických zmien už aj na podhorí Tatier.
Je podľa vás možné robiť kvalitnú vedu aj na Slovensku?
Je to možné, pokiaľ to človek robí s veľkým zanietením. Samozrejme, veľkým problémom sú hlavne finančné dotácie na výskum a ich prerozdeľovanie. Ja sama som začínala z ničoho, a predsa som dosiahla výsledky, aké som dosiahla hlavne preto, že som mala okolo seba spolupracovníkov doma a v zahraničí, ktorí mi pomohli v týchto otázkach. Nie vždy má každý takúto možnosť, u nás na Univerzite nám možnosť výskumu umožňuje hlavne novo vybudované výskumné centrum „Agrobiotech“, ktorému patrí moja vďaka, a hlavne jeho vedeniu, a ktoré mi poskytuje možnosti realizácie s využitím najnovšej výskumnej techniky. Problémom sú stále zdroje na chemikálie a spotrebný materiál, ktoré sa mi zatiaľ vždy podarilo nejakým zázračným spôsobom vyriešiť za pomoci mnohých spolupracovníkov z Univerzity, ktorým by som sa rada aj touto cestou poďakovala.