كيف نستفيد من تكنولوجيا النانو  فى مقاومة الميكروبات للمضادات الحيوية التجارية؟

اد.عاطف عبد العزيز حسن- رئيس قسم الفطريات والسموم الفطرية – معهد بحوث الصحة الحيوانية – مركز البحوث الزراعية – مصر

 د. أحمد محمد عطية الحماقى- باحث قسم الفطريات والسموم الفطرية – معهد بحوث الصحة الحيوانية – مركز البحوث الزراعية -مصر

لقد شهدت السنوات الاخيرة بالقرن  الماضى والحالى تطورات عظمى فى استخدام  تكنولوجيا النانو فى العديد من الجوانب المتعلقة بصحة الحيوان وتتمثل هذه الجوانب فى طرق الأمن الغذائي ، وطرق علاج الأمراض بالاضافة الى اكتشاف أدوات جديدة للبيولوجيا الجزيئية والخلوية ، ومواد جديدة للكشف عن مسببات الأمراض ، وحماية البيئة .

وتمثل الزيادة السكانية وتزايد الاستهلاك من الإنتاج الحيواني في الآونة الأخيرة مشكلة متزايدة لمعظم الشعوب  فتوفير الغذاء للإنسان سيظل على مر العصور نقطة البداية لمزيد من الحرية والرفاهية وقد نال القطاع الزراعي عامة والثروة الحيوانية بصفة خاصة اهتمام الدولة على كافة مستوياتها .

وكانت وستظل البكتريا والفطريات من اهم الكائنات الحية لما تتمتع به من قدرة فائقة على النمو فى مدى واسع من درجات الحرارة والرطوبة ومختلف العوامل البيئية الاخرى وهى اكثر الكائنات الدقيقة صمودا تحت الظروف غير الملائمة وتنتشر بكثرة فى الماء والتربة وحتى فى الهواء.

وتنبع اهمية البكتريا والفطريات  من قدرتها على احداث المرض بصورة مباشرة فى الانسان والحيوان من امراض تنفسية ومعوية و جلدية وعصبية وضعف فى انتاجية الحيوان وصحة الانسان او بصورة غير مباشرة نتيجة لاستهلاك الانسان او الحيوان للاغذية او الاعلاف الملوثة بالفطريات وتتضاعف خطورة التلوث الفطرى و البكتيري حينما تتوافر لبعض البكتريا والفطريات الظروف البيئية الملائمة لافراز سمومها والتى تؤدى الى سرطانات الكبد والكلى على المدى البعيد وذلك عند استخدام مصادر التلوث لفترة طويلة .

 اولا: امراض الحيوان البكتيرية والفطرية

تمثل صحة الحيوان الدور الرئيسي في الأمن الغذائي للاستهلاك البشري في البلدان النامية و أحد الحيوانات الأساسية في بلادنا شملت عجول الجاموس  الذي يعتبر “الذهب الأسود” و منتجات هذه الحيوانات ذات أهمية اقتصادية ضخمة في البلدان النامية مثل مصر (الالبان واللحوم والجلود)  .

ويعتبر مرض التهاب الضرع من اهم الامراض التى تصيب الحيوان  وقد تضمنت أسباب التهاب الضرع البكتيريا والفطريات والعوامل البيئية وكانت ميكروبات المكورات العنقودية والاشريشيا كولاى والسالمونيلا وخمائر الكانديدا وفطريات الاسبرجيللس فلافس والاسبرجيللس اوكرياسش من اكثر الميكروبات المسببة لهذا المرض.

ومن ناحية اخرى قد تبين ان الالتهاب الرئوى بالعجول قد يحدث نتيجة الاصابة بالكلبسيلا والمكورات العنقودية وفطر الاسبرجيللس فيوميجاتس والريزوبس .

وتركزت معظم الدراسات على امراض الاسهال بعجول الجاموس لما تسببه من الاهدار المرضى بالمزارع من نفوق وانخفاض انتاجية الحيوان فقد تبين ان بكتريا الاشريشيا كولاى والمكورات العنقودية والسالمونيلا بالاضافة لفطريات الكانديدا والاسبرجيللس قد تم عزلها فى العديد من الدراسات الحديثة وكذلك الدراسات السابقه.

ثانيا : مقارنة مدى كفاءة الجسيمات النانومترية للمعادن والمضادات الحيوية التجارية  فى التغلب على مقاومة الميكروبات

مما تقدم يتضح الاهمية القصوى للتوصل لعلاج آمن لهذه الامراض بالحيوان  لتجنب اثارها الضارة لاقتصاد المربى والدولة  ،وقد تركزت معظم الراسات بالاونة الاخيرة  على التغلب على الالتهابات الفطرية والبكتيرية الشديدة. وايجاد الحلول العملية لمقاومة بعض الميكروبات للعلاج التقليدى بالمضادات الحيوية التجارية.

وفي الوقت الحالي توصل الباحثون لاستخدام تكنولوجيا النانو لتخليق مضادات حيوية جديدة من الجسيمات النانومترية للمعادن واثبتت على مدى 10 سنوات كفاءتها فى مقاومة الميكروبات المسببة لامراض الحيوان.  وقد تمكن الباحثون بمعهد بحوث الصحة الحيوانية من خلال 20 بحثا دوليا فى السنوات الاخيرة وخمسة كتيبات دولية تمكنوا من توظيف نانو المعادن فى مقاومة امراض الانسان  الحيوان.

والقت جميع الدراسات النانوتكنولوجى الضوء على اهمية الجسيمات النانومترية لاكسيد الزنك والنحاس والفضة والسيلينيوم  وان لها  سمية وكفاءة  انتقائية للبكتيريا والفطريات دون اضرار بخلايا الانسان والحيوان المستخدم للجسيمات النانومترية كعلاج سواء بالتناول بالفم او الحقن او بالاضافة للاغذية والعلائق .

وقد شملت اثار الجسيمات النانومترية القضاء على الميكروبات السامة المسببة للتسمم الغذائى بالانسان والحيوان والذى قد يحدث عن طريق تناول الاغذية والعلائق الملوثة بهذه الميكروبات مثل بكتريا الاشيريشيا كولاى والسالمونيلا والمكورات العنقودية  وخمائر الكانديدا واعفان الاسبرجيللس فلافس والاسبرجيللس اوكرياشس .

ثالثا : مقارنة كفاءة الجسيمات النانومترية والمضادات الحيوية فى التاثير على التركيب الجينى لجينات الضراوة بالميكروبات

ويشهد العصر الحالي تطورات عظمى فى تكنولوجيا النانو بالطب الحيوي المتعلق بعلوم الأنسان و الحيوان ، مما يزيد من كفائتها  الصحية  و إنتاجها. و قد  قامت الدرسات الحديثه بتوظيف البيولوجيا الجزئية لالقاء مزيد من الضوء على كفاءة استخدام المواد النانومترية من المعادن لما تبين من قدرتها  على القضاء التام على الجينات المرضية للميكروبات مما يعد طفرة فى علاج امراض الحيوان .

فقد اثبت الباحثون بصحة الحيوان فى العامين الاخيرين ان الجسيمات النانومترية لاكسيد الزنك والفضة واكسيد الحديد والسيلينيوم وتركيبهما مع الاعشاب اثبتوا كفائتهم فى ازالة اثار الجينات المرضية لبكتريا الاشيريشيا كولاى السامة و فطريات الفيوزاريم والاسبرجيللس فلافس والاسبرجيللس اوكرياشس وخمائر الكانديدا البيكانز السامة المفرزة للسموم البكتيرية والفطرية.

الخلاصة

مما تقدم يتضح ان الجسيمات النانومترية  للمعادن اكثر كفاءة من المضادات الحيوية التقليدية  لما لها من تاثير مزيل للجينات المرضية بالميكروبات مما يعد طفرة فى علاج امراض الانسان والحيوان بصورة نهائية تتجنب ارتجاع العدوى بالمرض كما يحدث حاليا من العلاج بالمضادات الكيميائية وذلك يزيد من كفاءة صحة الانسان وكذلك الحيوان وانتاجيته من لحوم وجلود مما ينعكس على ارتفاع الدخل القومى للمربى والدولة.