Badania naukowe

W ubiegłym roku Instytut Parazytologii im. Witolda Stefańskiego PAN 
obchodził półwiecze istnienia. Na początku działalności wiedza o pasożytach 
i ich występowaniu w Polsce była bardzo uboga. Dziś bada się je na wszelkie sposoby.

Mariusz Karwowski

Te niewdzięczne organizmy bytują kosztem innych i mają się nieźle. Już nie kwestia, czy są, ale jak się ich pozbyć zaprząta głowy naukowców. Aby jednak o tym myśleć, trzeba najpierw dokładnie je poznać. W pierwszych latach po powstaniu placówki skupiono się na badaniach elementarnych. Dziś, bogatsi o tę wiedzę, pogłębianą coraz to nowymi metodami badawczymi, pracownicy trzech zakładów Instytutu zajmują się także fizjologią pasożytów, biochemią, a nawet immunologią.

– Czerpiemy po trosze z każdego kierunku nauki. Prowadzimy kompleksowe badania interdyscyplinarne, więc siłą rzeczy traktujemy osiągnięcia innych dziedzin jako narzędzie pracy, do celów diagnostycznych – przyznaje prof. Aleksander Demiaszkiewicz, zastępca dyrektora ds. naukowych.

PASOŻYTNICZA BOMBA

Od zarania Instytut szczególną uwagę zwraca na parazytologię weterynaryjną. Aspekt medyczny stoi niejako na drugim planie. To nic dziwnego, wszak założyciel placówki (wówczas jeszcze zakładu), prof. Witold Stefański, parazytologię weterynaryjną, (notabene stworzoną przez niego) darzył ogromnym sentymentem. wyznaczona przez niego ścieżka badawcza pozostała niezmieniona.

– Od strony eksperymentalnej koncentrujemy się na pasożytach, które są groźne dla ludzi i wywołują różnego rodzaju choroby. Wskazujemy odpowiednim służbom, że pasożyt jest niebezpieczny, że to bomba z opóźnionym zapłonem, ale do nich należy następny krok – co w tej sytuacji czynić. Dlatego tak ważna jest kwestia jakości naszych doświadczeń. Pasożyty bowiem są i od nich nie uciekniemy. Ale trzeba je badać – podkreśla prof. Demiaszkiewicz.
Jednym z najgroźniejszych, bo przedostającym się do organizmu dziecka, jest tzw. glista psia. Występuje głównie w dużych aglomeracjach miejskich. Pasożyty te zanieczyszczają środowisko jajami odpornymi na niesprzyjające warunki meteorologiczne. A ponieważ ich żywiciele, psy, upodobały sobie piaskownice, stąd już tylko krok do zarażenia dziecka. Najbardziej zagrożone są oczy i ośrodkowy układ nerwowy. By wspomagać leczenie medyczne, Instytut blisko współpracuje z Centrum Zdrowia Dziecka.

– Od dawna mówiło się, że w Polsce występuje tylko jeden włosień, powodujący groźną chorobę. Tymczasem wiedząc, iż w skali światowej mamy do czynienia z wieloma gatunkami nicieni wywołujących włośnicę, przystąpiliśmy kilka lat temu do badań na gruncie polskim. I cóż się okazało? Że w naszym kraju są dwa gatunki włośni: Trichinella spiralis i Trichinella britovi – mówi dr hab. Władysław Cabaj, zastępca dyrektora ds. ogólnych.

Jeden występuje u zwierząt wolno żyjących, lisów, wilków, dzików, natomiast drugi u świni domowej. W trakcie badań zauważono, że są populacje osobników, w których dochodzi do mieszania się obu gatunków. Tak właśnie było u lisów i dzików. A o przypadku nie może być mowy, populacje badano w różnych rejonach Polski. O tym, jak groźny jest ten pasożyt dla człowieka, mogliby powiedzieć ci, którzy w okolicach Sępólna Krajeńskiego delektowali się miejscową kiełbasą. Po zjedzeniu „specjału” dwieście osób trafiło do okolicznych szpitali. Do tej pory nie wiadomo było, czy Trichinella britovi występuje u ludzi. Teraz jest to już pewne.

IGŁA W STOGU SIANA

Szukanie pasożytów jest zadaniem niezwykle pracochłonnym. Trzeba przy tym wykazać się dużą skrupulatnością i dokładnością. A jak pokazuje życie, nie wszystkim jej wystarcza. Pod koniec ubiegłego roku w jednej z miejscowości ponad 50 osób zachorowało po zjedzeniu mięsa dzika. Cóż, młody lekarz weterynarii, używając trichinoskopu, nie stwierdził obecności włośni i mięso trafiło do sprzedaży.

– Szukamy pasożytów na różne sposoby. Badania nad Echinococcus multilocularis prowadziliśmy przy współpracy Szwajcarów. Dzięki ich zaangażowaniu udało się skupić kilkaset tuszek lisich z całej Polski. Poprzez ogłoszenia trafialiśmy do myśliwych, którzy za 15 złotych ofiarowywali tę czy inną część lisa. Przynajmniej zwróciło im się za naboje – żartuje dr Cabaj.
W wielu wypadkach pomagają także prywatne kontakty pracowników Instytutu. W zeszłym roku ubito ponad 16 mln świń, a tylko 33 z nich były zarażone. Dotrzeć do ubojni i odzyskać zakażone fragmenty jest niezwykle trudno. Wydaje się to wręcz niemożliwe. A jednak udaje się, właśnie dzięki kontaktom z zaprzyjaźnionymi osobami, które dzwonią, informują, a nawet przysyłają żądany materiał badawczy. Jest on przy tym bardzo dobrej jakości. Żywymi larwami pasożyta można zarażać myszy i utrzymywać dany izolat w Instytucie.

Parazytologia praktyczna przez cały okres działalności Instytutu przewijała się w tematyce badawczej. Ostatnio trwają wzmożone wysiłki nad opracowaniem testów diagnostycznych do wczesnego wykrywania włośnicy u świń. Posłużą później do zwalczania tego pasożyta. Podobnie jest z Neospora caninum, pierwotniakiem, który powodując ronienia u bydła przyczynia się do sporych strat w hodowlach. W Polsce nie był dotychczas diagnozowany, ponieważ żaden ośrodek weterynaryjny nie prowadzi badań w tym kierunku. Dopiero Instytut jako pierwszy stwierdził, że pasożyt taki u nas występuje. Teraz jedna z doktorantek próbuje wyizolować go ze środowiska i utrzymać w laboratorium, by otrzymać pewne stadia rozwojowe do celów diagnostycznych.
– Taki jest praktyczny aspekt naszych badań. Chciałbym podkreślić, iż parazytologia weterynaryjna była od zawsze bardzo ważnym elementem struktury naukowej naszej placówki. Rozwój tej dziedziny wyznacza niejako przyszłość Instytutu – twierdzi Aleksander Demiaszkiewicz.

Jego domeną są zwierzęta dzikie, zwłaszcza jelenie, sarny, łosie, także żubry. Prowadzone w Instytucie badania nad nimi są ewenementem na skalę światową.
– Polska przoduje w hodowli żubrów. No, Amerykanie mają jeszcze bizony, gatunek analogiczny. Ale w żadnym kraju, tak dogłębnie jak u nas, nie były badane pasożyty i spowodowane przez nie choroby występujące u żubrów, a także długookresowe zmiany, występujące zarówno w składzie tych pasożytów, jak i w patologii, którą wywołują.

NIEZBĘDNE STACJE

Z pewnością badania wiele straciłyby na wartości, a może w ogóle nie mogłyby być realizowane, gdyby nie stacje badawcze Instytutu. Pierwsza z nich, będąca bezpośrednim zapleczem głównej siedziby w Warszawie, znajduje się 30 kilometrów od stolicy, w Łomnej.

– W warunkach miejskich nie da się trzymać tych zwierząt. Skoro pracujemy ze zwierzętami gospodarskimi, przeprowadzamy eksperymenty i doświadczenia, to przynajmniej w czasie badań musimy zwierzęta gdzieś trzymać. Najlepiej w warunkach właściwych temu gatunkowi. Siłą rzeczy, trzeba mieć takie miejsce – przekonuje dr Cabaj.

W Łomnej, na obszarze ponad 30 hektarów, obok łąk i lasów, znajdują się dwa obiekty przystosowane do utrzymania zwierząt w boksach. Głównie są to kozy i owce. Właśnie owce były ostatnio mieszkańcami stacji. Przez pół roku podawano im różne szczepionki w celu przetestowania ich do zabezpieczania przed inwazją Haemonchus contortus. Jest to pasożyt szczególnie groźny dla przeżuwaczy, powodujący dość duże straty w hodowlach. Eksperyment zostanie powtórzony, ponieważ do publikacji jego wyników wymagana jest większa liczba zwierząt, w różnych warunkach eksperymentalnych. Nie są to badania krótkie. Podawanie szczepionki, a później monitorowanie jej działania trwa miesiącami. Przez pół roku trzeba utrzymywać zwierzęta, ludzi. To wiąże się z kosztami.

Niestety, KBN nie finansuje stacji badawczych. Wygospodarowanie niezbędnych środków leży więc w gestii samego Instytutu. Przeznacza się na to część pieniędzy na badania, niewielki ułamek udaje się też pozyskać ze sprzedaży zwierząt. Już w tej chwili sytuacja ekonomiczna wymusza ograniczanie do minimum nakładów na stacje.

– Bardzo tego nie chcemy, ale, niestety, z roku na rok dotacje dla Instytutu są coraz mniejsze. W ubiegłym roku dostaliśmy o 10 proc. mniej pieniędzy niż w 2001. Z 2,8 mln zł 300 tys. pochłania utrzymanie tylko stacji w Łomnej. A i tak w minionym roku do pełnego bilansu kosztów i zysków zabrakło 100 tys., które musieliśmy dołożyć z działalności statutowej – z przekąsem dodaje dyr. Cabaj.

Aktywność stacji przejawia się także w produkcji karmy granulowanej. Komponenty kupowano, a produkcja przebiegała według ściśle określonych receptur dla danego gatunku zwierząt. Nie była to działalność na skalę masową, lecz na indywidualne zamówienia. Chodziło zresztą o paszę specjalistyczną, która nie jest powszechna na rynku. W stacji wyrabiano więc małe ilości, do kilkuset kilogramów.

– Ktoś mógłby zarzucić nam komercję, ale mieściło się to w ramach struktury Instytutu. a konkretnie w zakresie działalności pracowni doświadczalnej paszy. Produkowaliśmy tam również eksperymentalną karmę z lekami, którą wykorzystywaliśmy w badaniu skuteczności farmaceutyków – mówi Władysław Cabaj.

Druga stacja badawcza, znacznie większa, zlokalizowana jest na Mazurach w Kosewie Górnym, niedaleko Mikołajek. To wyjątkowo urocza okolica. Stacja położona jest na pofałdowanym, pagórkowatym terenie z dużą liczbą oczek wodnych, tuż nad jeziorem Kuc. Na jej terenie, obejmującym obszar około 300 hektarów, prowadzona jest hodowla blisko dwustu jeleni szlachetnych, tyluż danieli i prawie dwudziestu jeleni sika, wschodniej odmiany tego gatunku. Zobaczyć tu można także liczne krzyżówki, np. jeleni europejskich z jeleniami wapiti czy z maralem. Atrakcją jest egzotyczny jeleń milu, stanowiący obiekt obserwacji nad krzyżowaniem międzyrodzajowym. Z kolei obecność kilku sztuk muflonów i saren daje okazję do poznania różnic międzygatunkowych.

– Od lat prowadzimy tam badania dotyczące jeleniowatych, nie tylko obejmujące skład gatunkowy występujących u nich pasożytów, ale również polegające na stosowaniu nowych środków farmakologicznych. Wiadomo, że zwierzęta przebywające w takim zagęszczeniu, w takiej koncentracji, są szczególnie narażone, więc analizujemy występowanie poszczególnych pasożytów w cyklu rocznym i staramy się wybrać optymalne leki, które służą do zwalczania tych inwazji – wyjaśnia prof. Demiaszkiewicz.

W stacji realizowane są także badania dotyczące genetyki, żywienia, reprodukcji, a także metod oswajania. W zakresie parazytologii bada się m.in. intensywność występowania i różnorodność pasożytów, a także warunki sprzyjające ich powstawaniu. Doświadczenia w tym zakresie są niezwykle cenną bazą informacji dla hodowców, których w Polsce jest już blisko dwustu. Zawsze mogą liczyć na pomoc i radę naukowców, jak też na udostępnienie materiału genetycznego czy nawet poszczególnych zwierząt.

– Nasza stacja odgrywa wiodącą rolę w rozwoju tej hodowli, która ma przed sobą ogromne perspektywy. Jelenie można utrzymywać na terenach niewykorzystanych rolniczo, a więc na najgorszych glebach. Dlatego między innymi rośnie liczba hodowców.

Ale Kosewo to nie tylko badania. Dzięki tej stacji, Instytut realizuje w dużym zakresie swoją funkcję dydaktyczną. Właśnie na Mazurach znajduje się wyjątkowe w skali kraju muzeum poroży, gdzie obejrzeć można imponujące zbiory obrazujące mechanizm powstawania poroży, ich cykle roczne, anomalie. Atrakcją jest również okazja do spotkania z jeleniami oswojonymi, co w warunkach naturalnych nie jest możliwe. Co roku stację odwiedza 4-5 tysięcy turystów. Oprócz ekspozycji wystawowej jest też tzw. diaporama, czyli seans specjalnie przygotowanych, niezwykle ciekawych kolorowych slajdów przyrodniczych, ilustrowanych muzyką i odgłosami natury.

GROŹNE PASOŻYTY

Parazytologia w Polsce ma już ponad 50 lat, ale trudno dziś powiedzieć, w jakim kierunku podąży. Moi rozmówcy zgadzają się, że w naszych warunkach jednymi z najbardziej istotnych pozostaną badania zagrożeń zwierząt domowych i człowieka ze strony pasożytów zwierząt leśnych. Rozwiązanie tego problemu wymaga żmudnej pracy. W ostatnim czasie sporo uwagi poświęcono nicieniom Elaphostrongylus cervi, których żywicielem jest jeleń. W przeciwieństwie do innych nicieni z tej rodziny, będących pasożytami płuc, te lokalizują się w ośrodkowym układzie nerwowym. Ponieważ są dość duże, wywołują jego mechaniczne uszkodzenia, zmiany zapalne, a co za tym idzie – widoczne objawy kliniczne w postaci porażeń czy niedowładów. Badania na jeleniach prowadzono w całej Polsce, w różnych kompleksach leśnych. Co ciekawe, pasożyt ten występuje w różnej ekstensywności zarażenia, począwszy od 50-70 proc. Natomiast w Puszczy Białowieskiej wszystkie jelenie zarażone są w 100 proc.

– Czy obserwuje się objawy kliniczne u jeleni? Trudno powiedzieć, jako że są to zwierzęta dzikie, płochliwe, trudno do nich podejść na małą odległość. Niewątpliwie takie objawy występują, ale zarażone osobniki zaszywają się w ustronnych miejscach i tam kończą żywot. Okazało się natomiast, że ten sam pasożyt u zwierząt domowych, owiec czy kóz, wywołuje kliniczne objawy nerwowe, chorobę praktycznie w 100 proc. prowadzącą do śmierci. W okolicach Puszczy Białowieskiej i w Bieszczadach zwierzęta domowe są najbardziej zagrożone, ponieważ ich wypas odbywa się na pastwiskach śródleśnych lub w pobliżu lasu, a tam pojawiają się również jelenie. Niebezpieczeństwo zarażenia jest więc bardzo wysokie – ostrzega prof. Demiaszkiewicz.

Te objawy do niedawna nie były w ogóle diagnozowane. Lekarze weterynarii nie wiedzieli nic o przyczynach. Dopiero eksperyment w Łomnej, gdzie doświadczalnie zarażono zwierzęta domowe tymi pasożytami, wykazał, że wywołują one niebezpieczną chorobę. Opisano jej objawy kliniczne, zmiany anatomopatologiczne, histopatologiczne, diagnostykę, a nawet przedstawiono wstępne próby leczenia. Wciąż nie wiadomo jednak, co by się stało, gdyby taki pasożyt przedostał się do organizmu człowieka.

– Jestem święcie przekonany, że efekt byłby podobny, aczkolwiek przeprowadzić takiej próby biologicznej nikt z nas by się nie odważył. Niemniej jest to ciekawy pasożyt, nad którym w dalszym ciągu pracujemy.

Innym ciekawym pasożytem ze środowiska leśnego, zagrażającym zwierzętom domowym, jest Ashworthius sidemi. To duży nicień krwiopijny, lokalizujący się w trawieńcu, którego typowym żywicielem jest azjatycki jeleń sika z Syberii. Co ma to wspólnego z Polską? Zastanawiali się nad tym także pracownicy Instytutu Parazytologii. Bo mimo odległości geograficznej, pasożyt ten dziwnym trafem pojawił się w naszym kraju.

– Prowadząc badania w Bieszczadach stwierdziliśmy u 100 proc. dzikich zwierząt, czyli jeleni, saren, a także żubrów, występowanie tego pasożyta. Najprawdopodobniej przedostał się tu wraz ze sprowadzonymi z Dalekiego Wschodu do Słowacji i na Ukrainę jeleniami sika, które przeszły polską granicę i w ten sposób mogły zarazić nasze zwierzęta. W Bieszczadach odkryliśmy pierwsze ognisko, gdzie zwierzęta były zarażone z bardzo dużą intensywnością, rzędu kilku, nawet kilkunastu tysięcy. Ostatnio pasożyt pojawił się też w Puszczy Białowieskiej – mówi prof. Aleksander Demiaszkiewicz.

PRAKTUYCZNA WSPÓŁPRACA

Parazytologia to nie tylko badanie pasożytów, ale także, a może przede wszystkim, próba ich zwalczenia. Przeciw zdecydowanej większości z nich już opracowano leki, ale niektóre nie poddają się wyeliminowaniu żadnym z dotychczas znanych środków. W tym kontekście podstawowe znaczenie ma immunoprofilaktyka, czyli opracowanie szczepionek. Obecnie trwają prace nad szczepionkami przeciwko nicieniom żołądkowo-jelitowym, jak również bardzo groźnemu pasożytowi, jakim jest motylica wątrobowa. O efekty tych badań można być spokojnym, mając na względzie dotychczasowe zasługi Instytutu w zakresie szczepionek. Po drugiej wojnie światowej na Żuławach rozwijała się w sprzyjających warunkach robaczyca płuc bydła. Pasożytem tym zajmowano się w Instytucie szereg lat. Finalnym produktem było opracowanie szczepionki, polegającej na osłabieniu larw pasożyta poprzez naświetlanie promieniami jonizującymi. Dzięki niej uratowano hodowlę bydła na całych Żuławach.

– Ponadto, dzięki wiedzy pracowników naszego Instytutu, powstały programy odrobaczenia zwierząt oraz zwalczania gzawicy bydła. Były one z dużym powodzeniem wdrażane i stosowane w praktyce – podkreśla dr Cabaj.

Te walory, a więc bogate doświadczenie, wiedzę, potrafią też docenić za granicą. W ubiegłym roku Instytut otrzymał miano Centrum Doskonałości dla Europy Centralnej i Wschodniej. Pod względem naukowym wniosek złożony do Komisji Europejskiej został oceniony na czwórkę. Teraz placówka może już z pełną odpowiedzialnością pełnić rolę pomostu między krajami Unii Europejskiej a Wschodem; głównie Rosją, Białorusią i Ukrainą, bo z tymi państwami współpraca jest najbardziej rozwinięta. W roku jubileuszu 50-lecia udało się podpisać umowy ze Szwecją i Estonią. W ramach międzynarodowych projektów Instytut nawiązał też ścisłe kontakty z wieloma ośrodkami parazytologicznymi, m.in. w Hiszpanii, Danii, Francji, Włoszech i Niemczech, które liczą się w całej Europie.

– Możliwość współpracy z nimi ma dla nas duże znaczenie. Nie tylko się uczymy, podpatrujemy, korzystamy z ich pomocy, ale przez tę współpracę łatwiej nam zaistnieć na europejskiej mapie, a także, czego nie ukrywamy, pozyskać fundusze. Bierzemy udział w czterech międzynarodowych tematach, dlatego nie tylko nam, ale i im zależy, by tę współpracę kontynuować i nie zostawić badań niedokończonych – mówi prof. Demiaszkiewicz.

Każdy z ośrodków jest odpowiedzialny za konkretne zadanie. Polacy przygotowują testy do wczesnego wykrywania włośnicy. Właśnie w tej chwili, poza zbieraniem materiałów z terenu Polski, opracowywany jest cały panel antygenów różnych stadiów rozwojowych włośnia. Wkrótce nastąpi porównanie antygenów z tymi w innych ośrodkach i optymalizacja całej metody.
Współpraca ma także wymiar czysto praktyczny. Z samej dotacji KBN nie da się zaspokoić wszystkich potrzeb, a poszukiwanie sponsorów kończy się zazwyczaj fiaskiem. Stąd możliwość otrzymania finansów z innych źródeł, np. w ramach 5. Programu Ramowego UE, jest zawsze wykorzystywana. Wprawdzie w skali całego Instytutu to niewielki procent środków, ale dla zespołu badawczego są to sumy wystarczające. Właśnie nadarza się kolejna okazja, jako że złożono już trzy wnioski do 6. PR.

– Jeśli prowadzi się badania podstawowe, które dotyczą nieraz ważnych rzeczy, ale stosunkowo „wąskich” obszarowo, to raczej nie ma co liczyć na zainteresowanie ze strony komercji, nie znajdzie się odbiorcy. A na tym etapie brak pieniędzy jest dużą przeszkodą. Niestety, niewiele osób można przekonać, że badania biochemiczne nad metodami wnikania larw pasożytów do żywiciela pozwalają myśleć o walce z tym pasożytem.

Szansą dla Instytutu, jak dla całej polskiej nauki, może też stać się offset. Wprawdzie, jak przyznają moi rozmówcy, tak małej jednostce ciężko będzie coś uszczknąć, ale spróbować zawsze można. Wstępne przymiarki są już czynione.

– Liczymy na stworzenie większego konsorcjum międzynarodowego. Nie nastawiamy się jednak tylko na to. Zawsze, jeśli nie udaje się pozyskać pieniędzy bezpośrednio, można liczyć choćby na narzędzia do badań. Od naszych zagranicznych kolegów otrzymujemy płytki, zestawy do oznaczania, inne preparaty, które mogą być wykorzystane do badań – mówi dr Cabaj.

W CZOŁÓWCE

Instytut zatrudnia dziś 77 osób, z czego 30 to pracownicy naukowi. Ta proporcja jest może trochę nietypowa, ale nie ma się czemu dziwić. Wprawdzie istnieje trend, by poprawiać efektywność naukową instytutów, ale jest to możliwe do zrealizowania wszędzie tam, gdzie nie ma stacji badawczych. A przecież ktoś musi zająć się obsługą i utrzymaniem zwierząt, a także ochroną stacji. Inny profil Instytutu wymusza zatem przewagę pracowników technicznych nad naukowymi. Nie jest ona zresztą taka duża. A że będący w mniejszości też pracują efektywnie, świadczy choćby liczba publikacji naukowych w ub. roku. Średnio na jednego pracownika przypadały dwie oryginalne pozycje. Nic więc dziwnego, że w ocenie KBN Instytut plasuje się wysoko, wśród czołowych placówek w kraju.

Struktura Instytutu opiera się na zakładach. Zakład Różnorodności Biologicznej zajmuje się podstawowymi sprawami dotyczącymi morfologii, systematyki i biologii pasożytów. Znajduje się tu m.in. pracownia badająca liczne gatunki pasożytów występujących u zwierząt antarktycznych. Zakład Biologii Molekularnej posługuje się najnowocześniejszymi metodami badawczymi, z kolei Zakład Epizootiologii i Patologii jest najbardziej zbliżony do praktyki, czyli nauk weterynaryjnych.

W tym roku planuje się pierwszą w Polsce próbę wyizolowania pierwotniaka Neospora caninum. Na świecie jest tylko kilka takich izolatów. Polski Instytut ma zamiar dołączyć do czołówki. Znaczenie tego faktu jest niepodważalne, gdyż tym samym uzyska się materiał do badań immunologicznych. A są one niezwykle istotne, z uwagi na to, iż pasożyt ten występuje w Polsce. Jako pierwsi odkryli to pracownicy Instytutu Parazytologii PAN.

Komentarze