Badania nad nanoantybiotykami w hodowli drobiu: nowe rozwiązanie w kierunku bezpiecznego i zrównoważonego rolnictwa

W kontekście wietnamskiego przemysłu hodowlanego, który jest pod ogromną presją związaną z nadużywaniem antybiotyków, ryzykiem pojawienia się mikroorganizmów opornych na antybiotyki oraz pozostałościami w żywności, nowe podejście technologiczne otwiera wiele perspektyw. Mowa tu o badaniach i zastosowaniu nanomateriałów zawierających substancje czynne o działaniu przeciwbakteryjnym u zwierząt gospodarskich, co pomaga ograniczyć stosowanie tradycyjnych antybiotyków, a jednocześnie zapewnia zdrowie zwierząt.

W Instytucie Materiałoznawstwa (Wietnamska Akademia Nauki i Technologii) grupa badawcza docenta dr. Ha Phuong Thu ukończyła temat naukowy „Badania i rozwój nanoantybiotyków roślinnych, nanoantybiotyków i ocena ich skuteczności w zastosowaniu w hodowli drobiu” (numer kodu 06/2020/TN).

Projekt, finansowany przez Narodową Fundację Rozwoju Nauki i Technologii (NAFOSTED), przyniósł wiele znakomitych rezultatów, otwierając nowy kierunek dla bezpiecznej i zrównoważonej hodowli zwierząt gospodarskich.

W przeszłości stosowanie antybiotyków w hodowli zwierząt gospodarskich było często uważane za nieuniknione rozwiązanie zapobiegające chorobom, zwiększające produktywność i skracające czas hodowli. Jednak długotrwałe nadużywanie antybiotyków prowadzi do poważnych konsekwencji: bakterie oporne na antybiotyki są coraz trudniejsze do zwalczania, pozostałości antybiotyków w żywności bezpośrednio wpływają na zdrowie konsumentów, a jednocześnie wywierają ogromną presję na środowisko naturalne.

Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) wielokrotnie ostrzegała przed ryzykiem przekształcenia się oporności na antybiotyki w „cichą pandemię”, jeśli kraje nie będą skutecznie kontrolować źródeł antybiotyków w rolnictwie i medycynie. Wietnam również wprowadził wiele polityk mających na celu ograniczenie stosowania antybiotyków w hodowli zwierząt, ale aby zastąpić je w sposób zrównoważony, konieczne jest posiadanie naprawdę skutecznej technologii, odpowiedniej do warunków produkcyjnych.

Nanochemiczny antybiotyk TV z czosnku/Phyllanthus urinaria + nano Ag.

Szczególnym punktem badań grupy ekspertów jest opracowanie nanosystemów antybiotykowych o ultramałym rozmiarze poniżej 100 nanometrów, które pomagają aktywnym składnikom antybakteryjnym wnikać głęboko w komórki bakteryjne, zwiększając skuteczność działania, zmniejszając dawkę i ograniczając skutki uboczne. Równolegle opracowywano dwie grupy produktów, w tym nanoantybiotyki ekstrahowane z ziół (czosnek, Phyllanthus urinaria) oraz nanosystemy łączące syntetyczne antybiotyki, takie jak doksycyklina i florfenikol, z nanosrebrem.

Mechanizm działania nanosrebra jest jednym z jego najważniejszych aspektów. Dzięki zdolności przylegania do powierzchni komórek, nanosrebro rozbija błony bakteryjne i hamuje funkcje transportowe, tym samym szybko osłabiając bakterie. W połączeniu z tradycyjnymi antybiotykami, nanosrebro działa jak katalizator, wspomagając proces niszczenia szczepów bakterii opornych na leki, zwłaszcza E. coli lub Salmonelli, powszechnych patogenów w hodowli drobiu. Jednocześnie, nanoekstrakty z czosnku i Phyllanthus urinaria działają zgodnie z naturalnymi mechanizmami biologicznymi, pomagając wzmocnić odporność i zmniejszyć ryzyko infekcji, zgodnie z orientacją rolnictwa ekologicznego.

W warunkach laboratoryjnych nanopreparaty wykazały wyższą skuteczność w zabijaniu szczepów bakterii opornych na powszechnie stosowane antybiotyki. Zespół badawczy zauważył również zdolność do uwalniania substancji czynnych w miarę upływu czasu, co pomaga w stabilnej kontroli zagęszczenia bakterii w przewodzie pokarmowym drobiu bez wywoływania szoku biologicznego. Jest to warunek, który często trudno spełnić powszechnie stosowanym antybiotykom.

Wartość naukowa ma prawdziwe znaczenie dopiero wtedy, gdy wychodzi z laboratorium i potwierdza swoją skuteczność w produkcji. Model eksperymentalny wdrożono na fermie brojlerów w dystrykcie Hiep Hoa ( Bac Giang ). W tym przypadku nanopreparaty zastąpiły część tradycyjnych antybiotyków w fazie odchowu. Wyniki uzyskane po ponad 45 dniach odchowu wykazały wyraźną różnicę: ilość użytych antybiotyków została zmniejszona 10-krotnie w porównaniu z grupą kontrolną, wskaźnik przeżywalności osiągnął 98% (w porównaniu z 94% w grupie stosującej konwencjonalne antybiotyki), a wskaźnik pozostałości antybiotyków w mięsie kurczaka wyniósł zaledwie 35 µg/kg, znacznie poniżej poziomu 197 µg/kg w grupie kontrolnej.

Dane te nie tylko odzwierciedlają biologiczną skuteczność, ale także wskazują na zdolność do spełniania norm bezpieczeństwa żywności. W kontekście coraz bardziej rygorystycznych przepisów międzynarodowych dotyczących produktów rolnych zawierających antybiotyki, wyniki testów stanowią ważną podstawę dla wietnamskich przedsiębiorstw rolnych do stopniowej poprawy ich konkurencyjności.

Oprócz profesjonalnej skuteczności, projekt osiągnął również znaczące osiągnięcia technologiczne. Proces produkcji nanoproduktu został ukończony w skali pilotażowej, w ilości 100 litrów na partię, co stworzyło przesłanki do komercjalizacji. Warto podkreślić, że zespół badawczy uzyskał dwa wyłączne patenty, przekraczając cel wyznaczony w dokumentacji zatwierdzającej. Wyniki zostały również opublikowane w dwóch prestiżowych artykułach międzynarodowych oraz raporcie na krajowej konferencji specjalistycznej, przyczyniając się do rozwoju nauki o nanomateriałach w Wietnamie.

W szerszej perspektywie, badania grupy docenta dr Ha Phuong Thu stanowią dowód na trend rozwoju biotechnologii – materiałów zastępujących tradycyjne antybiotyki. Zastosowanie nanotechnologii nie ogranicza się tylko do drobiu, ale ma potencjał rozszerzenia jej na hodowlę trzody chlewnej, akwakulturę czy szczepionki weterynaryjne. W dłuższej perspektywie, jeśli proces produkcji zostanie ujednolicony i przeniesiony, Wietnam może stopniowo budować łańcuch wartości dla hodowli zwierząt z niską zawartością antybiotyków, spełniając wymagania rynku krajowego i eksportowego.

Badania nad nanoantybiotykami w hodowli drobiu nie tylko przyczyniają się do rozwiązania problemu pozostałości antybiotyków, ale także kładą podwaliny pod zrównoważony model rolnictwa oparty na nauce i technologii.

Od laboratorium po gospodarstwo rolne, wyniki pokazują, że nanotechnologia staje się strategicznym rozwiązaniem, pomagającym chronić zdrowie konsumentów, zmniejszać ryzyko oporności na antybiotyki i poprawiać jakość produktów. Ten kierunek rozwoju to nie tylko przełom naukowy, ale także trafne rozwiązanie problemu rozwoju wietnamskiego rolnictwa w erze zielonej gospodarki i bezpieczeństwa biologicznego.

Centrum Komunikacji Naukowej i Technologicznej

Source: 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