رذاذ الببتيدات الجديد لمكافحة تلوث اللحوم

يعمل علماء من جامعة أوتاغو النيوزيلندية على تطوير رذاذ مبتكر يعتمد على الببتيدات، وهي جزيئات بروتينية دقيقة ينتجها الجسم طبيعياً، لمواجهة مشكلة التلوث البكتيري وفساد اللحوم الحمراء. يهدف هذا الابتكار إلى تقديم بديل آمن وفعّال للمطهرات الكيميائية والمضادات الحيوية التقليدية، التي غالبًا ما تفشل في القضاء على الأغشية الحيوية البكتيرية المقاومة. يمثل هذا الرذاذ حلاً واعداً لمشكلة تؤثر على سلامة الغذاء وتكبد صناعة اللحوم خسائر اقتصادية كبيرة.

فهم مشكلة تلوث اللحوم البكتيري

يُعد التلوث البكتيري أحد التحديات الرئيسية في صناعة اللحوم، حيث يظهر غالبًا على شكل طبقة لزجة ذات رائحة كريهة.

هذه العلامات أبعد من كونها دليل على انتهاء الصلاحية؛ بل هي نتيجة لتكون الأغشية الحيوية.

تُعرف الأغشية الحيوية بأنها تجمعات كثيفة من الخلايا البكتيرية التي تشكل درعاً واقياً.

يحمي هذا الدرع البكتيريا من الظروف القاسية مثل الحرارة والبرودة والمطهرات، مما يتيح لها تفكيك اللحم واستهلاك عناصره الغذائية.

يشير أستاذ الأحياء الدقيقة دانيال بلتزر إلى أن الأغشية الحيوية ضرورية للبكتيريا النافعة في الأمعاء، لكنها تصبح خطرة عندما تتكون من بكتيريا ممرضة تسبب التلوث والفساد.

يوضح بلتزر أن هذه الآلية الدفاعية الطبيعية تتحول إلى تهديد حقيقي عندما يكون الهدف هو القضاء على البكتيريا الضارة.

الببتيدات: آلية دفاع طبيعية لمكافحة البكتيريا

بدلاً من الاعتماد على المطهرات الكيميائية أو المضادات الحيوية التقليدية، التي غالبًا ما تكون غير فعالة ضد الأغشية الحيوية، اتجه فريق جامعة أوتاغو إلى الببتيدات.

هذه الببتيدات هي سلاسل قصيرة من الأحماض الأمينية تعمل كـ"رسل" داخل الجسم، وتلعب دورًا أساسيًا في مكافحة العدوى وتنظيم المناعة.

يؤكد بلتزر أن الجسم ينتج ببتيدات وظيفية للتصدي للبكتيريا أو الفيروسات عند مواجهتها.

هذه الخاصية الطبيعية ألهمت الفريق لتطوير رذاذ ذكي يمكن استخدامه داخل مصانع معالجة اللحوم لاستهداف البكتيريا المكونة للأغشية الحيوية بشكل خاص.

يركز البحث على ببتيدات الدفاع المناعي، وهي جزء حيوي من الجهاز المناعي للحيوانات، وقد أثبتت قدرتها على قتل البكتيريا حتى تلك المحمية داخل الأغشية الحيوية.

هذا النهج يقدم حلاً بيولوجياً مستداماً.

حل لمشكلة اقتصادية وصحية عالمية

جاءت فكرة المشروع بعد نقاش بين الأستاذ دانيال بلتزر والدكتور سام وارديل حول كيفية توظيف البحث العلمي لحل مشكلات واقعية.

تبين، بالتعاون مع مجموعة Alliance Group، إحدى أكبر تعاونيات اللحوم الحمراء في نيوزيلندا، أن التلوث البكتيري والفساد يمثلان تحدياً يومياً.

تُشكل صادرات اللحوم الحمراء حوالي 15% من عائدات التصدير في نيوزيلندا.

ورغم أن نسبة المنتجات المرفوضة سنوياً بسبب التلوث أو الفساد تقل عن 1%، إلا أن هذه النسبة الصغيرة تُترجم إلى خسائر تُقدر بعشرات الملايين من الدولارات.

يُمكن لأي نتيجة إيجابية، حتى لو كانت ضعيفة، لبكتيريا خطرة مثل الإشريكية القولونية المنتجة لسم الشيغا، أن تؤدي إلى إغلاق أسواق تصدير كاملة.

هذا يبرز الأهمية الاقتصادية والصحية الكبيرة لهذا الابتكار في حماية التجارة العالمية وسلامة المستهلك.

تطوير الرذاذ: من المختبر إلى التطبيق

بدعم من منحة بحثية بقيمة مليون دولار على مدى ثلاث سنوات، يركز الفريق على تحديد وتطوير ببتيدات الدفاع المناعي.

هذه الببتيدات هي مكونات أساسية في الجهاز المناعي للحيوانات، وقد أظهرت فعالية في القضاء على البكتيريا، بما في ذلك تلك المتواجدة داخل الأغشية الحيوية.

باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي والخوارزميات الحاسوبية، قام الباحثون بتحليل البيانات الجينية للأبقار والأغنام.

أسفر هذا التحليل عن تقليص آلاف الاحتمالات إلى نحو 400 ببتيد واعد، يجري اختبارها حاليًا ضد بكتيريا مسببة للفساد مثل الإشريكية القولونية والليستيريا، مع التأكد من عدم الإضرار بالبكتيريا النافعة.

آفاق أوسع: مكافحة مقاومة المضادات الحيوية

لا يقتصر طموح المشروع على مصانع اللحوم فحسب، بل يرى الباحثون أن هذه التقنية يمكن أن تُستخدم مستقبلاً في مجالات أوسع.

يمكن تطبيقها في تعقيم معدات المزارع للحد من أمراض مثل التهاب الضرع، أو في حماية الأجهزة الطبية من التلوث البكتيري.

تساهم هذه الابتكارات في تقليل الاعتماد على المطهرات الكيميائية والمضادات الحيوية واسعة الطيف، التي أدى الإفراط في استخدامها إلى ظهور "البكتيريا الخارقة" المقاومة للعلاج.

هذا يمثل خطوة مهمة نحو استراتيجيات أكثر استدامة لمكافحة العدوى.

نُشرت دراسة حديثة في مجلة "إن-بي-جيه بايوفيلمز آند مايكروبايومز" أظهرت أن دمج ببتيد معين مع مضاد حيوي قوي مثل الكوليستين مكّن من القضاء على بكتيريا كانت مقاومة له.

هذا الاكتشاف يفتح الباب أمام استخدام الببتيدات لتعزيز فعالية العلاجات الحالية وتقليل جرعات المضادات الحيوية، مما يطيل عمرها الافتراضي.

يختتم بلتزر حديثه بالتأكيد على أن الهدف ليس الادعاء بإيجاد الحل النهائي لأزمة مقاومة المضادات الحيوية، بل محاولة كسب الوقت وإيجاد طرق ذكية لإبطاء تطور البكتيريا الخطرة.