Η μείωση της χρήσης αντιβιοτικών και η σταδιακή κατάργηση του φαρμακευτικού οξειδίου του ψευδαργύρου στα χοιροτροφεία της Δανίας έχουν ωθήσει τους ερευνητές να εξετάσουν εναλλακτικές λύσεις για τον μετριασμό της διάρροιας στα χοιρίδια.

Προκύπτει λύση με βάση τις πρωτεΐνες
Με τις ανησυχίες να είναι έντονες σχετικά με τον κίνδυνο ανθεκτικότητας των παθογόνων βακτηρίων και της περιβαλλοντικής ρύπανσης, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι μια προσέγγιση - η δέσμευση πρωτεϊνών "νανοσωμάτων" στην τροφή - θα μπορούσε να είναι μια αποτελεσματική λύση.

Τα αποτελέσματα των δοκιμών δείχνουν ενθαρρυντικά
Η διάρροια στα χοιρίδια μετά τον απογαλακτισμό αποτελεί πρόβλημα τόσο για την ευημερία όσο και για την οικονομία για τον τομέα, αλλά τα αποτελέσματα μιας δοκιμής που πραγματοποιήθηκε από το Τμήμα Ζωικών και Κτηνιατρικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο Aarhus έχουν δείξει πολλά υποσχόμενα.

Στόχευση τοξινών E. coli
Η προσθήκη νανοσωμάτων στην τροφή, τα οποία είναι μικρά θραύσματα αντισωμάτων που ονομάζονται VHH-constructs, στοχεύουν το E. coli που παράγει τοξίνες.

Διεθνής συνεργασία ομάδων
Σε συνεργασία με μια ομάδα του Πανεπιστημίου της Πάρμας και την εταιρεία βιοτεχνολογίας Bactolife, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η προσθήκη ενός συνδυασμού 2 τύπων κατασκευών VHH (BL1.2 και BL 2.2) στην τροφή ανέστειλε τη διάρροια σε χοίρους που είχαν εμβολιαστεί με E. coli F4+.

Μειωμένα βακτήρια κοπράνων
Έδειξαν ότι αυτό μείωσε τον αριθμό των βακτηρίων coli στα κόπρανα και μείωσε την ικανότητα των βακτηρίων coli να προσκολλώνται στο έντερο.

Προστασία του εντερικού φραγμού
Ταυτόχρονα, οι πρωτεΐνες σύνδεσης μείωσαν την καταστροφική επίδραση του παθογόνου στην ακεραιότητα του εντέρου. Μια λοίμωξη από E. coli κάνει το έντερο πιο διαπερατό, γεγονός που καθιστά τον χοίρο ευάλωτο στη μεταφορά βακτηρίων, ιών και επιβλαβών ουσιών στο αίμα.

Καλύτερο φράγμα με VHH
Οι ζωοτροφές που περιείχαν κατασκευάσματα VHH βελτίωσαν την ακεραιότητα του εντερικού φραγμού σε σύγκριση με χοίρους που είχαν μολυνθεί με E. coli αλλά δεν έλαβαν κατασκευάσματα VHH στην τροφή.

Ρυθμιζόμενη ανοσοαπόκριση
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι επηρέασε την απόκριση των χοίρων στην φλεγμονώδη κατάσταση που προκύπτει μετά από μια λοίμωξη από E. coli. Τα κατασκευάσματα VHH διατήρησαν το ίδιο επίπεδο κοκκιοκυττάρων στο αίμα με μια ομάδα ελέγχου που δεν είχε μολυνθεί με E. coli.

Μειωμένες επιδράσεις οξείας φάσης
Ταυτόχρονα, τα κατασκευάσματα VHH μείωσαν τις αλλαγές στις πρωτεΐνες οξείας φάσης, οι οποίες αποτελούν την πρώτη απόκριση του ζώου σε μια λοίμωξη ή βλάβη ιστού.

Επιβίωση στην επεξεργασία τροφής
Τα κατασκευάσματα VHH είναι αρκετά σταθερά σε σύγκριση με τα συμβατικά αντισώματα. Ωστόσο, είναι σημαντικό να διασφαλιστεί ότι παραμένουν αποτελεσματικά ακόμη και όταν η τροφή θερμαίνεται στους τουλάχιστον 81 °C. Αυτό οφείλεται στις απαιτήσεις της Δανίας για θερμική επεξεργασία της τελικής τροφής.

Επιβεβαιωμένη σταθερότητα στη θερμότητα
Οι ερευνητές έδειξαν ότι τα BL1.2 και BL2.2 είχαν την ίδια ικανότητα σύνδεσης μετά από λυοφιλοποίηση και μετά από θέρμανση στους 75 °C. Στους 95 °C, η ικανότητα σύνδεσης του BL1.2 εξαφανίστηκε εντελώς, ενώ η ικανότητα σύνδεσης του BL2.2 μειώθηκε ελαφρώς. Αυτό υποδηλώνει ότι οι κατασκευές VHH μπορούν να αντέξουν τη θέρμανση που χρησιμοποιείται στην πράξη.

Η διάρροια εξακολουθεί να μειώνεται στους χοίρους
Ακόμα πιο σημαντικό είναι ότι η προσθήκη δομών VHH μείωσε την εμφάνιση διάρροιας στους χοίρους, ακόμη και όταν η τροφή ήταν σε μορφή σφαιριδίων. «Αυτό είναι σαφώς ένα από τα πιο σημαντικά ευρήματά μας», λέει η Jiajia Xu, η οποία είναι μεταδιδακτορική στο ινστιτούτο αλλά εργάστηκε στο πείραμα κατά τη διάρκεια του διδακτορικού της. «Αυτό σημαίνει ότι η εφαρμογή των πρωτεϊνών σύνδεσης στην τροφή είναι πολύ πιο ρεαλιστική».

Συνδυασμός βακτηριακών δομών
Συνήθως, τα E. coli F4+ και F18+ είναι η αιτία της διάρροιας όταν τα χοιρίδια απογαλακτίζονται. Τα F4+ και F18+ αναφέρονται σε τριχωτές πρωτεϊνικές δομές, κροσσούς, τις οποίες έχουν τα βακτήρια στην επιφάνειά τους. Αυτές βοηθούν τα βακτήρια να προσκολληθούν στο έντερο και να προκαλέσουν διάρροια. Αυτό σημαίνει επίσης ότι οι δομές VHH πρέπει να ταιριάζουν σαν κλειδί σε μια κλειδαριά - λειτουργούν μόνο εάν στοχεύουν ακριβώς στη δομή (παράγοντας λοιμογόνου δράσης) που προκαλεί τη διάρροια.

Επόμενος στόχος: F18+
«Θα θέλαμε πολύ να δούμε να αναπτύσσονται δομές VHH και κατά του F18+», λέει ο Jiajia Xu. «Θα ήταν ασφαλέστερο να στοχεύουμε τα βακτήρια που προκαλούν διάρροια εάν υπήρχαν πρωτεΐνες σύνδεσης τόσο κατά του F4+ όσο και κατά του F18+», πρόσθεσε.

Διπλή στρατηγική προσέγγιση
Οι ερευνητές επέλεξαν να μελετήσουν έναν συνδυασμό 2 δομών VHH κατά του F4+, επειδή λειτουργούν διαφορετικά. Με αυτόν τον τρόπο, ο εχθρός δέχεται επίθεση σε πολλά μέτωπα.

Τοξίνες και κροσσοί μπλοκαρισμένοι
Το BL1.2 συνδέεται απευθείας με τους κροσσούς F4+, ενώ το BL2.2 συνδέεται με ορισμένες θερμοευαίσθητες τοξίνες που εκκρίνουν τα βακτήρια E. coli και οι οποίες αρρωσταίνουν τα χοιρίδια.

Τώρα αναμειγνύεται στην τροφή
Ήταν ήδη γνωστό ότι τα κατασκευάσματα VHH λειτουργούν μεμονωμένα και σε συνδυασμό. Αυτό είχε αποδειχθεί προηγουμένως με την απευθείας χορήγηση των κατασκευών στο στόμα των χοιριδίων σε μια προηγούμενη συνεργασία με την Bactolife. Αυτό που είναι νέο είναι ότι τα κατασκευάσματα αναμειγνύονται τώρα σε σφαιριδοποιημένη τροφή και επομένως είναι πιο σχετικά για την πρακτική.

Από τις καμήλες στα χοιρίδια
Έχουν περάσει μόνο περίπου 3 δεκαετίες από τότε που ανακαλύφθηκαν τα μοναδικά αντισώματα της οικογένειας των καμηλών και η βιοτεχνολογία για τον καθαρισμό και την παραγωγή VHH απογειώθηκε. Έκτοτε, η μέθοδος έχει γίνει ευρέως διαδεδομένη στην έρευνα, τη διαγνωστική και τη θεραπεία - για παράδειγμα κατά ιών, βακτηρίων ή καρκίνου). Τα κατασκευάσματα VHH δεν χρησιμοποιούνται ακόμη συστηματικά στην εμπορική παραγωγή χοίρων. Ωστόσο, η μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Journal of Animal Science and Biotechnology, υποδηλώνει ότι αυτό θα μπορούσε σύντομα να γίνει πραγματικότητα και στην χοιροτροφία.

Εξακολουθούν να υπάρχουν νομικά εμπόδια
Ωστόσο, ένα εμπόδιο είναι ότι η νομοθεσία εμποδίζει τη χρήση κατασκευών VHH ως προσθέτων ζωοτροφών. Αυτό απαιτεί έγκριση στην ΕΕ με βάση την ενδελεχή τεκμηρίωση της επίδρασής τους και την αξιολόγηση των πιθανών επιβλαβών επιπτώσεων των ουσιών.