ענף החלב הוטל על ידי בעיה עולמית מתמשכת מזה עשרות שנים – זיהום חיידקי של עורי פרות המפחית משמעותית את ייצור החלב.
המצב, המכונה דלקת שד שור, מוערך כגורם להפסדים גלובליים שנתיים של 22 מיליארד דולר (28 מיליארד דולר). בעוד שאנטיביוטיקה שימשו לטיפול בזיהום בבקר חלב, ישנם סוגיות כמו עמידות עמידה באנטיביוטיקה ודאגות סביב זיהום חלב משאריות אנטיביוטיקה.
כעת, צוות חוקרים בינלאומיים פיתח אלטרנטיבות לאנטיביוטיקה המונעות זיהום באמצעות מנגנון חדשני שגילו.
המדענים הובילו על ידי האוניברסיטה הטכנולוגית של נאניאנג, סינגפור (NTU סינגפור), בשיתוף עם קבוצת המחקר הבינתחומית של ההתנגדות האנטי-מיקרוביאלית (AMR) בברית המחקר והטכנולוגיה של סינגפור (SMART), מכון הטכנולוגיה של מסצ'וסטס (MIT) בסינגפור. הממצאים שלהם פורסמו לאחרונה בכתב העת Scientific תקשורת טבעו
בניסוי חקלאי ראשוני, הוחלו התרכובות האנטי -מיקרוביאליות החדשות על פותיות פרה והוכחו כמניעות את זיהום העטין לאחר שהחיות נחשפו לחיידקים.
פרופסור מרי צ'אן, אחד המובילים, כי "המחקר שלנו חשף מעמד אלטרנטיבי של תרכובות אנטי-מיקרוביאליות חזקות שיכולות לשמש בתעשיית החקלאות כדי להילחם בחיידקים רב-תרופות העומדות בפני דלקת השדים של שור, AMR חכם. "התרכובות מבטיחות גם מכיוון שהן לא גרמו לתופעות לוואי משמעותיות בבקר בבדיקות שלנו. הם לא קפלו את חלב הפרות ולא הפכו אותו לא בטוח גם לצריכה."
התרכובות החדשות משכו מאז עניין מכמה חברות חקלאיות באוסטרליה, בלגיה, מלזיה וניו זילנד. העסקים נלהבים מכיוון שהם מחפשים תחליפים שהם בטוחים וידידותיים יותר לסביבה מאשר תרכובות קיימות במניעת זיהום של פרה.
פרופסור פאולה האמונד, פרופסור המכון וסגן פרובוסט במנכ"ל ב- MIT וחוקר הראשי ב- Smart AMR, שהוא אחד המחברים המשותפים של המחקר, אמר: "עם ההצלחה של המחקר הראשוני שלנו הן במעבדה והן בתחום, אנו מתכננים כעת לעבוד באופן הדוק עם שותפי התעשייה כדי לבצע ניסויים גדולים יותר במאגר דאי-אייר, במטרה למטרות את הרומן.
פרופסור קווין פטה, מוביל המשותף האחר של המחקר מבית הספר לרפואה של לי קונג צ'יאן של NTU וחוקר ראשי ב- SMART AMR, ציין כי התרכובות החדשות יעילות מאוד גם בהריגת חיידקים רב-עמידים לתרופות בעכברים במינונים שלא היו מזיקים באופן ניכר מהמדדים במחקר של הצוות. "זה פותח את הדרך לתרכובות לפתח ולייטל עוד יותר ליישומים טיפוליים אחרים בתחום הביו -רפואי בעתיד", אמר.
דאגות עטין
כאשר נדבקים של עוסקי הבקר נדבקים, האנטיביוטיקה ששימשה לטיפול בהם בסופו של דבר בסופו של דבר בחלב שלהם בריכוזים גבוהים במשך זמן מה, כך שלא ניתן לצרוך או למכור את החלב על פי כללים קיימים. חיידקים עמידים לטיפולים אנטיביוטיים כאלה צצו גם הם.
כדי למנוע זיהום של פות פרה, בדרך כלל חקלאים טובלים עקבים בתמיסה אנטיספטית, כמו אלה המכילים יוד או כלורקסדין, להרוג עליהם חיידקים. עם זאת, השימוש לטווח הארוך של חומרי החיטוי יכול לעצבן את העוטרים או לגרום לעור שלהם להיסדק, מה שמגדיל את הסיכון לזיהום.
ישנן גם חששות שאחרי ניקוי העוטרים של החיטוי, יוד וכלורהקסידין עשויים למצוא את דרכם לסביבה ולגרום לבעיות כמו שיבוש איזון התזונה בטבע ופגיעה בחיי המים בהתאמה. וכאשר הכימיקלים באים במגע עם חלב, כמו כשלא מנקה כראוי, הם הופכים להיות פחות יעילים להרוג חיידקים.
ניתן לטפל במדענים המובילים ב- NTU כי ניתן לטפל באתגרים אלה בעסקי החלב עם תרכובות חדשות המכונות "חומצות פחמן אוליגואימידאזוליום" (OIMS) כי הם פיתחו בתחילה כאלטרנטיבות למאבק בחיידקים עמידים לאנטיביוטיקה.
הם גילו כי OIMs הורגים חיידקים בדרך חדשה, בניגוד לאנטי -מיקרוביאלים "קטיוניים" מסורתיים שנחקרו כעת כתחליפים אנטיביוטיים. חלקים מ- OIMs ממירים למבנים הנקראים קרבנס, המאפשרת להם להחליק במהירות על ממברנות המגן של החיידקים במהירות כדי לפגוע ב- DNA שלהם ולהרוג אותם. שיטת הריגה זו חזקה יותר מאשר עבור אנטי -מיקרוביאלים קטיוניים טיפוסיים. אז, יש צורך במינונים נמוכים יותר של OIMs, מה שמקטין את הסיכוי לתופעות לוואי.
פוטנציאל מסחרי
צוות המחקר בדק אם OIMs יכול לשמש כטבילה אנטיספטי למניעת דלקת שד בניסוי חווה ראשוני בהובלת Smart AMR. פרות שתפקידיהם טבלו בתרכובות לא פיתחו זיהום עטין לאורך זמן לאחר שנחשפו לחיידקים.
ה- OIMs גם לא הרגיזו את עטיני הפרות ולא גרמו לבעלי החיים להתנהג בצורה לא תקינה – למשל, הם לא היו חסרי מנוחה ולא בעטו, שהם סימנים לגרד וגירוי. התרכובות נשטפו בקלות מכיוון שלא התגלו עקבות מהן על העוסקים או בחלב הפרות לאחר ניקוי התפקידים.
יש להם גם יתרון בר -קיימא. "ה- OIMs מתכלים ומתפרקים למולקולות טבעיות שאינן רעילות ואינן מזהמות, ולכן אנו מצפים שהן יהיו ידידותיות יותר לסביבה מאשר להשתמש ביוד או כלורקסידין", הסביר ד"ר קייקסי ז'אנג, מדען המחקר ב- Smart AMR ומחבר משותף של המחקר.
בדיקות הראו כי ה- OIMs אינם משפיעים גם על איכות החלב. יתר על כן, בניגוד ליודן וכלורהקסידין, יכולתו של OIM להרוג חיידקים לא הושפעה מחלב.
קדימה, המדענים מסחרים את ה- OIMs דרך חברת ספין אוף, וניסיון חווה גדול הוחל במלאקה, מלזיה, כדי לייעל את התרכובות האנטי-מיקרוביאליות. כמה חברות חקלאיות באוסטרליה, בלגיה, מלזיה וניו זילנד הביעו עניין לבחון את השימוש המסחרי בתרכובות האנטי -מיקרוביאליות במניעה, ואולי גם לטפל בשדי שור בבקר חלב.
תעשיית החלב חיפשה באופן פעיל תרכובות חדשות שהן הרבה פחות רעילות, יעילות יותר ובר קיימא יותר כדי להחליף מוצרים מבוססי יוד וכלור-קקסידין, אשר שימשו למניעת דלקת שד במשך עשרות שנים. יחד עם בדיקה מוגברת של עסק החלב בעקבות עליית אירועים של חלב נואף, חברות הראו אפוא עניין בתרכובות האנטי -מיקרוביאליות החדשות של החוקרים.
המחקר שנערך ב- SMART נתמך על ידי קרן המחקר הלאומית סינגפור תחת הקמפוס שלה למצויינות מחקרית ותוכנית Enterprise Enterprise (Create). מחקר ניסוי החווה נתמך על ידי מענק ממרכז החדשנות החכמה, המסייע לחוקרים למסחור את הטכנולוגיות שלהם ולהפוך אותם למיזמים מצליחים.
