מחקר על ננו-אנטיביוטיקה בגידול עופות: פתרון חדש לחקלאות בטוחה ובת קיימא

בהקשר של תעשיית בעלי החיים הוייטנאמית הנמצאת תחת לחץ רב עקב שימוש יתר באנטיביוטיקה, הסיכון למיקרואורגניזמים עמידים לאנטיביוטיקה ושאריות במזון, גישה טכנולוגית חדשה פותחת אפשרויות רבות. כלומר, מחקר ויישום של ננו-חומרים הנושאים רכיבים פעילים אנטיבקטריאליים בבעלי חיים, המסייעים להפחית את שיעור השימוש באנטיביוטיקה מסורתית תוך הבטחת בריאות בעלי החיים.

במכון למדעי החומרים (האקדמיה למדע וטכנולוגיה של וייטנאם), קבוצת המחקר של פרופסור חבר, ד"ר הא פואנג טו, השלימה את הנושא המדעי "מחקר ופיתוח של ננו-אנטיביוטיקה צמחית, ננו-אנטיביוטיקה והערכת יעילותה ליישום בגידול עופות" (מספר קוד 06/2020/TN).

הפרויקט, במימון הקרן הלאומית לפיתוח מדע וטכנולוגיה (NAFOSTED), הביא לתוצאות יוצאות דופן רבות, ופתח כיוון חדש לגידול בעלי חיים בטוח ובת קיימא.

בעבר, השימוש באנטיביוטיקה בגידול בעלי חיים נחשב לעתים קרובות לפתרון בלתי נמנע למניעת מחלות, להגברת הפרודוקטיביות ולקיצור זמן החקלאות. עם זאת, שימוש ממושך הוביל לתוצאות חמורות: חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה קשים יותר ויותר לשליטה, שאריות אנטיביוטיקה במזון משפיעות ישירות על בריאות הצרכנים, ובמקביל יוצרות לחץ רב על הסביבה האקולוגית.

ארגון הבריאות העולמי (WHO) הזהיר שוב ושוב מפני הסיכון שעמידות לאנטיביוטיקה תהפוך ל"מגפה שקטה" אם מדינות לא ישלטו ביעילות במקורות האנטיביוטיקה בחקלאות וברפואה. וייטנאם גם פרסמה מדיניות רבה להגבלת אנטיביוטיקה בגידול בעלי חיים, אך כדי להחליף אותה באופן בר-קיימא, יש צורך בטכנולוגיה ישימה באמת המתאימה לתנאי הייצור.

טלוויזיה אנטיביוטית ננו כימית מבית שום/Phyllanthus urinaria + nano Ag.

הנקודה המיוחדת במחקר של קבוצת המומחים היא פיתוח מערכות ננו-אנטיביוטיקה בגודל קטן במיוחד, מתחת ל-100 ננומטר, המסייעות לרכיבים פעילים אנטיבקטריאליים לחדור עמוק לתאי חיידקים, לשפר את יעילות ההרג, להפחית את המינון ולהגביל תופעות לוואי. שתי קבוצות מוצרים פותחו במקביל, כולל: ננו-אנטיביוטיקה המופקת מצמחי מרפא (שום, Phyllanthus urinaria) וננו-מערכות המשלבות אנטיביוטיקה סינתטית כגון דוקסיציקלין, פלורפניקול עם ננו-כסף.

מנגנון הפעולה של ננו-כסף הוא אחד הבולטים. הודות ליכולתו להידבק למשטחי התא, ננו-כסף מפרק קרומי חיידקים ומעכב תפקודי הובלה, ובכך מחליש במהירות חיידקים. בשילוב עם אנטיביוטיקה מסורתית, ננו-כסף פועל כזרז, ומקדם את תהליך השמדת זני חיידקים עמידים לתרופות, במיוחד E. coli או סלמונלה, פתוגנים נפוצים בגידול עופות. במקביל, תמציות ננו משום ומ-Phyllanthus urinaria פועלות על פי מנגנונים ביולוגיים טבעיים, ועוזרות לחזק את החסינות ולהפחית את הסיכון לזיהום, בהתאם לאוריינטציה של חקלאות אורגנית.

במעבדה, הננו-תכשירים הוכיחו יעילות מעולה בהריגת זני חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה נפוצה. צוות המחקר ציין גם את היכולת לשחרר רכיבים פעילים לאורך זמן, מה שעוזר לשלוט ביציבות בצפיפות החיידקים במערכת העיכול של העופות מבלי לגרום להלם ביולוגי. זהו דבר שאנטיביוטיקה נפוצה מתקשה לעתים קרובות לעמוד בו.

לערך מדעי יש משמעות אמיתית רק כשהוא יוצא מהמעבדה ומוכיח את יעילותו בייצור. המודל הניסויי נפרס בחוות פטם במחוז הייפ הואה ( בק גיאנג ). כאן, נעשה שימוש בתכשירים ננומטריים כדי להחליף חלק מהאנטיביוטיקה המסורתית בשלב הגידול. התוצאות שהתקבלו לאחר יותר מ-45 ימי גידול הראו הבדל ברור: כמות האנטיביוטיקה שבה נעשה שימוש פחתה פי 10 בהשוואה לקבוצת הביקורת, שיעור ההישרדות הגיע ל-98% (בהשוואה ל-94% בקבוצה שהשתמשה באנטיביוטיקה קונבנציונלית) ומדד שאריות האנטיביוטיקה בבשר עוף היה רק ​​35 מיקרוגרם/ק"ג, נמוך בהרבה מהרמה של 197 מיקרוגרם/ק"ג בקבוצת הביקורת.

הנתונים לא רק משקפים יעילות ביולוגית, אלא גם מראים את היכולת לעמוד בתקני בטיחות המזון. בהקשר של השוק הבינלאומי ההולך וגובר בהקפדה על מוצרים חקלאיים ממקור אנטיביוטי, תוצאות הבדיקות הן בסיס חשוב עבור מפעלים חקלאיים וייטנאמיים לשיפור הדרגתי של התחרותיות שלהם.

בנוסף ליעילות מקצועית, הפרויקט השיג גם הישגים טכנולוגיים יוצאי דופן. תהליך ייצור הננו-מוצרים הושלם בקנה מידה פיילוט של 100 ליטר/אצווה, מה שיצר את הבסיס למסחור. ראוי לציין כי צוות המחקר קיבל שני פטנטים בלעדיים, ועבר את היעד שנקבע בתיק האישור. התוצאות פורסמו גם בשני מאמרים בינלאומיים יוקרתיים ובדו"ח בכנס מקומי ייעודי, ותרמו ליסוד מדע הננו-חומרים בווייטנאם.

במבט רחב יותר, המחקר של קבוצתו של פרופסור חבר ד"ר הא פונג תו הוא עדות למגמת פיתוח ביוטכנולוגיה - חומרים שיחליפו אנטיביוטיקה מסורתית. היישום של ננו אינו מוגבל רק לעופות, אלא גם בעל פוטנציאל להתרחב לגידול חזירים, חקלאות ימית או חיסונים וטרינריים. בטווח הארוך, אם תהליך הייצור יתוקנן ויועבר, וייטנאם תוכל לבנות בהדרגה שרשרת ערך לגידול בעלי חיים דלת אנטיביוטיקה, שתענה על דרישות השווקים המקומיים והיצוא.

מחקר על ננו-אנטיביוטיקה בגידול עופות לא רק תורם לפתרון בעיית שאריות האנטיביוטיקה, אלא גם מניח את היסודות למודל חקלאי בר-קיימא המבוסס על מדע וטכנולוגיה.

מהמעבדה ועד לחווה עצמה, התוצאות מראות כי ננוטכנולוגיה הופכת לפתרון אסטרטגי, המסייע בהגנה על בריאות הצרכנים, בהפחתת הסיכון לעמידות לאנטיביוטיקה ובשיפור איכות המוצר. כיוון זה אינו רק פריצת דרך מדעית, אלא גם פתרון מתאים לבעיית פיתוח החקלאות הוייטנאמית בעידן הירוק והבטיחות הביולוגית.

המרכז לתקשורת מדע וטכנולוגיה

מקור: https://mst.gov.vn/nghien-cuu-khang-sinh-nano-trong-chan-nuoi-gia-cam-giai-phap-moi-huong-toi-nong-nghiep-an-toan-ben-vung-197251124212156146.htm