Van menselijke darmflora naar duurzame landbouw met bacteriën en schimmels

Zelfs in de jaren 80 verkregen onderzoekers van over de hele wereld inzicht in groeistimulerende micro-organismen. Maar pas in de laatste jaren is dit onderzoeksdomein echt tot bloei gekomen, hier in België. Recente technologische doorbraken hebben geleid tot de oprichting van Aphea.Bio en Protealis, twee VIB-spin-offs die een nieuwe generatie landbouwoplossingen onderzoeken en ontwikkelen. 

Wat zou er gebeuren wanneer experten in microbiologie en plantenonderzoek elkaar ontmoeten? Een kruisbestuiving die exemplarisch is voor de kracht van VIB.
Het hoofddoel van Jeroen Raes, groepsleider bij het VIB-KU Leuven Centrum voor Microbiologie,  is altijd al geweest om de relatie tussen het darmmicrobioom en menselijke ziekten , zoals kanker en auto-immuunziekten, beter te begrijpen. Maar sinds kort is de impact van zijn onderzoek veel breder geworden. Hij begon samen te werken met Sofie Goormachtig, groepsleider bij het VIB-UGent Centrum voor Planten Systeembiologie.

Jan Michiels, groepsleider bij het VIB-KU Leuven Centrum voor Microbiologie, legt uit: "Mensen die lijden aan chronische en terugkerende infecties herbergen vaak ziekteverwekkende bacteriën met een hoge antibioticatolerantie. We onderzoeken de mechanismen die ervoor zorgen dat deze extreem stressresistente bacteriën een antibioticabehandeling overleven, om zo betere antibiotica te ontwikkelen die hen kunnen doden. Onze bevindingen over het menselijke microbioom helpen ons om precies het tegenovergestelde te doen wanneer het gaat om het microbioom van planten: we ontwikkelen zeer stressresistente, nuttige bacteriën die stikstof uit de lucht vasthouden voor de plant. En deze brengen we aan op de plantenzaden. Over het algemeen sterft meer dan 90% van die bacteriën onmiddellijk na het zaaien. Maar als we erin slagen deze bacteriën stressresistenter te maken, zullen meer daarvan de barre omstandigheden overleven en stikstof vasthouden ten voordele van de plant." 

Een van de VIB-spin-offs die voortborduurt op deze basis is Aphea.Bio. Het Gentse bedrijf dat zich toelegt op een nieuwe generatie biologische bestrijdingsmiddelen, groeit bijzonder snel door en werkt samen met Sofie Goormachtig. Zij onderzoekt hoe plantenwortels interageren met de bodemorganismen in hun buurt. "We ontwikkelden de ‘proof of concept’ voor Aphea.Bio, droegen bij aan het businessplan en gaven wetenschappelijk advies", vertelt Goormachtig. "Dat lijkt misschien een enorme inspanning voor wetenschappers die zich richten op fundamenteel onderzoek, maar het tegendeel is waar. Wanneer je een VIB-spin-off opstart, ben je altijd omringd door professionals met elkaar aanvullende vaardigheden. In dit geval was ik blij dat zowel CEO Isabel Vercauteren als CSO Steven Vandenabeele de bestuursverantwoordelijkheden op zich namen." 

Dr. Vandenabeele, die al ervaring had als onderzoeksmanager bij BASF CropDesign, kwam in 2015 het team versterken. "Het was mijn taak om een businesscase op te bouwen", vertelt de CSO van Aphea.Bio. "Ik bestudeerde potentiële gewassen, verkende de markt, bracht de noden van de landbouwers in kaart, enz. Dit alles samenbrengen in een goed onderbouwde business case was wat mij betreft een van de grootste uitdagingen van dit traject. De tweede was de fondsenwerving, maar dat was Isabel haar domein.” 

Dr. Vercauteren: “Ik was R&D Licensing and New Ventures Manager bij Bayer CropScience toen Sofie en Steven me vroegen om mee te doen aan hun veelbelovende project. Mijn eerste grote taak, de nodige fondsen werven, was tegelijk uitdagend en spannend. Onze allereerste pitch verliep hobbelig, maar al snel groeiden we in onze rol, verfijnden we onze presentatie en leerden we welke argumenten belangrijk waren vanuit het standpunt van een investeerder.” 
 

Prof. Sofie Goormachtig:
"Idealisme en nieuwsgierigheid zijn onmisbare krachten nodig om grenzen te verleggen en echte maatschappelijke impact te genereren. Het is onze taak om fundamentele vragen te stellen, zelfs als het nog tientallen jaren zal duren om de antwoorden in toepassingen te vertalen."

“Uiteindelijk haalden we met succes 9 miljoen euro op in onze eerste investeringsronde en kregen we de steun van het Agentschap Innoveren & Ondernemen (VLAIO). Een paar jaar later, in 2020, gingen we een nieuwe fase van fondsenwerving in om de door ons ontwikkelde producten op de markt te brengen. De aandeleninvestering van het Europese Circulaire Bio-Economie Fonds (ECBF) bracht onze kapitaalinjectie op een totaal van 18 miljoen euro. Nu zijn we klaar om ons productportfolio te laten goedkeuren door de regelgevende instanties voor een eerste commerciële lancering." 
Het businessplan van Aphea.Bio richt zich op toepassingen op het vlak van voedingsstress en -ziektes bij planten en verschilt enigszins van wat Sofie en haar team oorspronkelijk in gedachten hadden. "Basiswetenschap en zakendoen zijn twee kanten van dezelfde medaille", erkent Goormachtig. "Dit geldt zeker bij VIB omdat we sterk inzetten op de mogelijkheid om onderzoek om te zetten in toepassingen. Wetenschappers hebben de neiging om idealistisch te zijn over de potentiële toepassingen van hun bevindingen, maar ik geloof nog steeds dat idealisme en nieuwsgierigheid onmisbare krachten zijn nodig om grenzen te verleggen en echte maatschappelijke impact te genereren. Het is onze taak om fundamentele vragen te stellen, zelfs als het nog tientallen jaren zal duren om de antwoorden in toepassingen te vertalen." 
 

Aphea.Bio, dat zich richt op het verminderen van het gebruik van kunstmest en het op een duurzame manier bestrijden van schimmelziekten in maïs en tarwe, is niet de enige spin-off die put uit eerder onderzoek van VIB om baanbrekend werk te verrichten op het gebied van duurzame landbouw. Protealis, opgericht in april 2021, wil het volledige potentieel van peulvruchten benutten. De missie van het bedrijf is om lokaal meer duurzame eiwitrijke gewassen te telen. Hiervoor ontwikkelen ze met behulp van bacteriën die de groei van planten stimuleren  eiwitrijke sojavariëteiten met een hoge opbrengst. 

“Peulvruchten zijn een uitstekende bron van eiwitten en kunnen op duurzame wijze worden geteeld, omdat ze geen stikstofbemesting nodig hebben", vertelt Dr. Benjamin Laga, CEO van Protealis. "Met hun bodemverbeterende eigenschappen, zijn peulvruchten een uitstekende aanvulling voor boeren in de wisselteelt. Soja, dat tot 46 gram eiwit per 100 gram bonen bevat, is een logische eerste gewaskeuze voor Protealis." 

Het Instituut voor Landbouw-, Visserij- en Voedingsonderzoek (ILVO) speelde een belangrijke rol bij de oprichting van Protealis. VIB en ILVO werken al samen sinds 2016 en combineren hun expertise in fundamenteel onderzoek (VIB) en toegepast onderzoek en veldwerk om de resultaten grondiger te bestuderen (ILVO). Dankzij deze krachtenbundeling kunnen wetenschappelijke ontdekkingen sneller worden vertaald naar een concrete meerwaarde voor boeren, de maatschappij en het milieu. In dit geval put Protealis uit VIB-onderzoek naar opbrengstverhogende bodembacteriën en uit (niet-ggo) veredelingstechnologieën ontwikkeld door ILVO. 
 

Een ander resultaat van de vruchtbare samenwerking tussen VIB en ILVO is 'Soja in 1000 Tuinen’, een burgerwetenschapsproject dat als doel heeft soja als gewas te introduceren in Vlaanderen. Begin 2021 werden meer dan duizend burgers uitgenodigd om soja in hun eigen tuin en op hun eigen velden te planten, te analyseren en vragenlijsten over de vooruitgang ervan in te vullen. In de zomer werden alle planten verzameld voor onderzoek. 

"In een eerste fase willen we onderzoeken waar de nuttige bacteriën die de groei van soja bevorderen, al aanwezig zijn in onze bodem", legt Dr. Lena Vlaminck, die het wetenschappelijk deel van dit project leidt, uit. "Later willen we richtlijnen en toepassingen ontwikkelen om de opbrengst van de sojateelt op een duurzame manier te verhogen. Momenteel importeert België jaarlijks ongeveer 800.000 ton soja, voornamelijk uit Zuid-Amerika. Lokale sojaproductie op grote schaal zou ook onze ecologische voetafdruk ten goede komen."