Bacteriën als alternatief voor chemische bestrijdingsmiddelen

Wageningen University & Research (WUR)-hoogleraar bioinformatica Marnix Medema is de komende jaren hoofdonderzoeker binnen een onderzoeksconsortium dat op zoek gaat naar een alternatief voor chemische bestrijdingsmiddelen in de landbouw. Ze denken dat antimicrobiële peptiden een oplossing kunnen bieden.

De Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) wijst drie consortia, waaronder deze, voor de komende 5 jaar in totaal 5,5 miljoen euro toe binnen het NWO Kennis- en Innovatieconvenant-programma Microbioom: gezond van bodem naar dier & mens en terug.

Geen schade voor mens en natuur

‘Een groot probleem binnen de landbouw dat op dit moment moet worden opgelost, is het gebruik van pesticiden,’ vertelt Medema. ‘Deze middelen zijn slecht voor de biodiversiteit maar hebben ook het risico dat ze negatieve effecten hebben op het microbioom (de goede bacteriën op een plant) en op de gezondheid van de mens. Wij willen bijdragen aan een oplossing voor dit probleem.’

Een oplossing kan komen van bacteriën die natuurlijk op planten voorkomen en antimicrobiële peptiden produceren. Peptiden zijn in feite kleine eiwitten. Sommige peptiden kunnen ziekteverwekkers doden, zonder dat ze schadelijk zijn voor het menselijk lichaam of slecht voor de biodiversiteit.

Medema en zijn collega’s hopen peptiden te vinden die goed biologisch afbreekbaar zijn en gericht werken op bacteriën en schimmels, zodat de rest van het microbioom met rust gelaten wordt. Als de bacteriën die deze peptiden aanmaken zelf ingezet kunnen worden als biologisch gewasbeschermingsmiddel, zorgt dit er bovendien voor dat de peptiden alleen aangemaakt worden op de plaats en tijd waarop ze nodig zijn.

‘We weten op dit moment nog weinig over welke bacteriën door die peptiden in de plant gemaakt kunnen worden,’ zegt Medema. ‘Nu is er nieuwe technologie beschikbaar waarmee we op grote schaal peptiden kunnen identificeren en hun biologische activiteit kunnen testen.’

Cyclus: van plant tot sociale acceptatie

Uniek is dat binnen het consortium de hele cyclus wordt onderzocht: van ontwikkeling tot consumptie. Aan de universiteiten van Leiden en Zürich gaan de onderzoekers kijken naar metabolomics (analyse van metabolieten (stofwisselingsproducten)). Zijn de peptiden actief tegen ziekteverwekkers en niet tegen de goede bacteriën?

Het UMC Groningen is betrokken voor onderzoek naar de gezondheid van de mens. Binnen WUR richt Social Sciences zich op de acceptatie van deze nieuwe technologie. Staan consumenten open voor het gebruik van voedsel dat is gekweekt met behulp van antimicrobiële peptiden? En wat is er nodig om de verschillende partijen/stakeholders over te halen in deze ontwikkelingen mee te gaan?

Medema: ‘We bestuderen voor het eerst of de bacteriën uit de planten die dit soort peptiden maken, in de darmen terecht komen. Soms worden peptiden ook al in voedsel gebruikt. Dit is veilig.’

Lange adem

Uiteindelijk, en dit is een proces van vele jaren, is het de bedoeling om een bruikbaar product te maken. Daarom werken de onderzoekers samen met een aantal bedrijven. Tijdens het onderzoek gaan deze bedrijven met een aantal technische zaken helpen.

Medema: ‘Aan het eind willen we de peptide-producerende bacteriën die we vinden, uittesten in de kas om te kijken of het echt werkt. Uiteindelijk, maar dat blijkt pas over een aantal jaar, hopen we om daadwerkelijk peptide-producerende bacteriën te identificeren die als startpunt kunnen dienen voor de ontwikkeling van een product. ’