Ко Дню российской науки в ФНЦ подведены  итоги выполнения первого этапа крупного научного проекта  на  тему «Фундаментальные исследования перемещений патогенных микроорганизмов и вирусов в пищевых системах и создание инновационных средств их предотвращения с использованием антимикробных материалов и физических методов воздействий на биологические объекты». Эта работа была поддержана в 2020 году Министерством науки и высшего образования (Соглашение №075–15–2020–775). В выполнении этой работы приняли участие 42 ученых, в том числе из организаций-партнеров по Консорциуму, а так же иностранных ученых.

ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН впервые стало головной организацией такого крупного проекта. Первый год его выполнения показал, что все участники этой работы, как и свойственно ученым, с большим энтузиазмом приступили к его реализации.

Это не удивительно, учитывая чрезвычайную актуальность проекта. Ведь современные пищевые системы охватывают огромное количество звеньев  от «поля» до «потребителя» и представляют собой среду для возникновения, передачи и распространения инфекционных заболеваний. В них способны циркулировать многочисленные микроорганизмы и вирусы,  мутировать и передаваться с продуктами питания человеку. И пандемия COVID-19, которая началась с продовольственного рынка в Ухане, тоже свидетельствует о том, что в настоящее время пищевые системы не защищены от таких проникновений должным образом. Число пищевых инфекций повсеместно растет. По оценкам ФАО/ВОЗ вспышки инфекций пищевого происхождения ложатся тяжелым бременем на системы здравоохранения и на экономику разных стран. Ежегодно от пищевых инфекций заболевает 600 млн человек /почти каждый 10-й житель планеты/ и умирает 420 тыс человек, что приводит к потере 33 млн лет здоровой жизни. Экономические потери оцениваются на уровне 110 млрд долларов США. 40% бремени пищевых инфекций приходится на детей до 5 лет, эти болезни уносят жизни 125 тыс детей в год. С 2017 года наблюдается прогрессирующий рост инфекционных болезней пищевого происхождения в странах ЕС. Антропогенные воздействия на окружающую среду «форсировали» эволюцию микробов и привели к появлению среди традиционных контаминантов продовольственного сырья и пищевых продуктов штаммов с измененными свойствами, резистентных к воздействию окружающей среды, к антибиотикам и пр, с дополнительными факторами патогенности, чем в настоящее время объясняется всё возрастающее количество так называемых «эмерджентных» (возникающих неожиданно) инфекций от пищи. Согласно данным МЭБ/ФАО/ВОЗ к группе таких заболеваний относится около двух сотен заразных  болезней, получивших распространение в мире в последнее время, при этом 75% эмерджентных инфекций являются заболеваниями зоогенного происхождения.

Несмотря на то, что началом работ стала дата 28 сентября, когда было подписано Соглашение с Министерством науки и высшего образования, первые итоги впечатляют.

Ученые изучили микробное сообщество 4 предприятий мясной и птицеперерабатывающей промышленности. Были отобраны свыше 80 смывов, изучено 250 колоний и идентифицировано 140 штаммов различных микроорганизмов. Были установлены 36 доминирующих видов микроорганизмов для данного типа предприятий. Исследованы закономерности выявлений патогенных микроорганизмов в производственной среде (преимущественно с поверхности вспомогательного оборудования и конструкций), доля положительных проб от общего количества отбираемых проб: L. monocytogenes  - до 15%, Salmonella  – до 30%; псевдомонад и аэромонад –  от 27 до 66%. У выявленных патогенных штаммов изучена способность к биопленкообразованию in vitro и антибиотикорезистентность. Показано, что свыше 40% штаммов патогенов, выявляемых в производственной среде, обладают в разной степени устойчивостью к антимикробным веществам. Установлены в опытах in vitro различия в способности к образованию биопленок (БП) у выделенных патогенов. Показано, что L. monocytogenes, Salmonella spp. и  Pseudomonas spp. способны формировать устойчивые БП в монокультуре при различных температурах, в том числе при 4°С в течение первых суток культивирования.

Ученые  ФНЦ совместно с сотрудниками ВГНКИ начали формировать коллекцию микроорганизмов, выделяемых из производственной среды с тем, чтобы в последующем именно на этих микроорганизмах проверить эффективность способов санитарной обработки оборудования, конструкций, инвентаря.

Впервые ученые представили решения, как надо выявлять на  производстве биопленки, которые являются причиной выживания нежелательной и патогенной микрофлоры. Причем нашли эти биопленки даже на потолках цехов!

Проведен опрос 63 предприятий и изучили в период пандемии, какие меры признаются, с позиций функционирования систем менеджмента безопасности пищевых продуктов, наиболее эффективными  для предотвращения рисков распространения патогенов в пищевых системах. Оказалось, это гигиена производственного объекта; достаточный запас перчаток, масок, дезинфицирующих и моющих средств; осведомленность персонала. Был оценен уровень систем менеджмента пищевой безопасности российских предприятий по отношению к международному уровню, так как параллельно был проведен аналогичный опрос еще в 15 странах. Уровень российских предприятий был не ниже, а по ряду показателей и выше. Но было отмечено, что ни в мире, ни в какой-либо другой стране пищевая промышленность еще  не готова к решению вопросов борьбы с биопленками, к внедрению новых дезинфицирующих средств, не вызывающих адаптацию к ним микроорганизмов. 

Сегодня всем понятно, что нужны новые антимикробные материалы. И это не только активные «умные» упаковки, но и материалы, используемые на производстве  - рабочие поверхности столов, конвейеров, различных конструкции. И здесь нужны нанотехнологии  для создания таких материалов как эффективного инструмента безопасности в пищевой промышленности, ограничения применения антимикробных средств и снижения рисков в отношении угроз, связанных с распространением пищевых инфекций. Разработкой таких материалов в рамках проекта занимаются ученые-физики из Института общей физики им. А.М. Прохорова и Физического института им. П.Н. Лебедева, а также ученые-химики из МГУ им.М.В. Ломоносова с тем, чтобы в последующем антимикробные материалы прочно вошли в производственную среду и стали частью систем менеждмента безопасности на пищевых предприятиях.

Сегодня о научных достижениях ученых принято судить по их публикационной активности. По результатам исследований в 2020 году коллективом было опубликовано 13 научных статей в международных высокорейтинговых изданиях первого и второго квартиля, что превысило плановые показатели более чем в 2 раза (было запланировано 6 публикаций). Актуальность тематики публикации  в международных базах научного цитирования была оценена на уровне 87-99%. О том, что результаты выполнения гранта интересуют зарубежных ученых свидетельствовали и итоги проведенной  в ноябре международной научно-практически конференции, на которой было  сделано 11 научных докладов по результатам исследований. В работе конференции приняли участие ученые  из Сербии, Болгарии, Венгрии, Испании, Италии, Швеции, Японии, Китая, США, Индии, Египета, Объединенных Арабских Эмиратов, Украины, Белорусиии и Казахстана.

Отрадно отметить, что исследования по гранту выполняются коллективом, в составе которого 57% молодых ученых в возрасте до 39 лет (20 человек из 35 ученых российской части коллектива).

Таким образом, коллектив выполнил все поставленные в рамках реализации крупного научного проекта задачи и уже приступил к реализации второго этапа работ. В 2021 году планируется продолжить исследования микробных сообществ, пока уверенно заселяющих производственную среду. Теперь ученые планируют сделать выводы о влиянии сезонных изменений на биопленочную микрофлору, изучить циркуляцию пищевых вирусов, а также апробировать новые антимикробные материалы и средства обработки.  

Мы надеемся, что результаты наших исследований будут отвечать вызовам, стоящим перед человечеством по обеспечению глобальной продовольственной безопасности, содействовать целям устойчивого развития нашей страны и планеты целом, иметь прорывной характер в создании новых научных стратегий предотвращения угроз пищевых инфекций, вызываемых патогенными микроорганизмами и вирусами.

Фотоотчёт о событии