Új, a quorum sensing elméletén alapuló szemléletmód az állategészségügyben

Az elmúlt évtizedekben sok változás történt az állategészségügy területén. Az állattenyésztés jelentős változáson ment keresztül. Változott a telepek száma és mérete, a termelési szint, a technológia, szigorodtak az állatjóléti követelmények, a környezetvédelmi intézkedések és antibiotikum használat is.

Az állattenyésztés érdekes időszakon megy keresztül: gyors egymásutánban változik minden. Ennek ellenére azonban az állategészségügy gyakran még mindig évtizedekkel ezelőtt kidolgozott módszereket használ, ami oda vezet, hogy egyre több a krónikus állategészségügyi kihívás. A saját fejlesztésű AHV QSA (Quorum Sensing Antagonist) technológiánkkal éppen ezt az ellentmondáson szeretnénk változtatni. Az alábbi cikkben arról olvashatnak, hogy mit teszünk ennek érdekében, például saját  laboratóriumunkban.

Bár az elmúlt években jelentősen csökkent az állattenyésztésben az antibiotikumok használata – részben a növekvő antibiotikum-rezisztencia miatt – az antibiotikum-használat gyakorisága, valamint az antibiotikumok hatékonysága még sok további kérdést vet fel.

A haszonállatok egészségét nem lehet magától értetődőnek tekinteni. Emiatt fontos, hogy új fejlesztésekkel is javítsuk az állatok egészségét. Mi, az AHV-nél hiszünk abban, hogy az állategészségügyben a tudományos alapokon fekvő, holisztikus megközelítés a helyes szemléletmód. Ez a cikk bemutatja, hogyan csináljuk mindezt, és mitől olyan sikeresek a megoldásaink és programjaink.

Mit kezdjünk az antibiotikum-rezisztenciával?

Az Európai Unióban az antibiotikumok növekedésserkentőként való használata a takarmányban, illetve az antibiotikumok megelőző alkalmazása az állattenyésztésben 2006, illetve 2012 óta tilos (RDA 2016). Az európai intézkedéseknek köszönhetően Hollandiában 70%-kal csökkent az antibiotikumok használata, és cél a további csökkentés (ECDC, 2021). Sajnos azonban ez a pozitív, csökkenő tendencia globálisan nem jellemző. A kutatók 2020 és 2030 között még 8%-os növekedéssel számolnak (R. Mulchandani et al., 2023).

Az antibiotikum-használat elősegítheti az antibiotikum-rezisztenciát. A Földön mindenütt jelen vannak a rezisztens baktériumok, ezért létfontosságú, hogy mindenütt körültekintően használjuk az antibiotikumokat, és semmiképpen ne alkalmazzuk megelőző jelleggel. Ha az antibiotikumot előírás szerint használjuk, kisebb eséllyel alakul ki rezisztencia. Általánosságban elmondható, hogy minél ritkábban használunk antibiotikumot, annál kisebb a valószínűsége a rezisztens baktériumok kialakulásának és elterjedésének (Antibiotic Resistance Knowledge Platform, 2018).

Az agrárszektor jövője

Minél több a rezisztens baktérium, annál nehezebb a valóban beteg állatok kezelése. A rezisztens baktériumok terjedése ahhoz vezethet, hogy végül egyetlen antibiotikum sem lesz hatékony.
Az AHV víziója egy kiváló minőségű és egészséges tej- és élelmiszer-ellátási lánc létrehozása. Célunk, hogy a telepekkel együttműködve változtassuk meg az állategészségügy jövőjét. A megelőző, proaktív hozzáállás az állategészségügyben is kifizetődő: mind a gazdálkodó, mind az állat számára!

Biofilm képzés mint túlélési stratégia

Az antibiotikumok használatának van egy másik korlátja is. Az antibiotikumok hatásmechanizmusa a planktonikus (szabadon keringő) baktériumokra irányul, de kevésbé hatékony a biofilmben megbúvó baktériumokkal szemben, mivel az antibiotikumok nem vagy csak kevéssé képesek áttörni a biofilmet. Nagyon sok baktérium, különösen a virulens törzsek, képesek úgynevezett biofilmet képezni (1. ábra). A biofilm egy, a baktériumok által termelt, az állat testén belül vagy kívül lévő felülethez tapadó nyálkaréteg. A biofilm jellegzetes példái a foglepedék vagy a vízvezetékekben található nyálkás réteg.

A biofilmképződés egy rendkívül hatékony mikrobiális védelmi mechanizmus, amely a baktériumok túlélését segíti. A biofilmhez társuló baktériumok természetes ellenálló képességgel rendelkeznek az antibiotikumokkal, fertőtlenítőszerekkel és az állati immunrendszerrel szemben. A biofilmben lévő baktériumok 100-1000-szer kevésbé érzékenyek az antibiotikumokra, és 10-1000-szer antibiotikum-rezisztensebbek az azonos törzsű, szabadon élő baktériumokhoz képest (Donlan, 2000; Abranches J., 2011).

ábra: A baktérium biofilmképződésének sematikus ábrázolása szilárd felületen (AHV International, Guzmán-Soto et al., 2021 alapján).

Visszetérő természet

A visszatérő gyulladások, valamint a krónikus gyulladások hátterében gyakran a biofilm áll (M.B. Melchior et al., 2006). A baktériumok rövid vagy hosszú időre elrejtőzhetnek a szervezetben, mivel a biofilmben sebezhetetlenek az immunsejtekkel és az antibiotikumokkal szemben. Ráadásul ebben az időszakban egyáltalán nem biztos, hogy az állat mutatja a betegség jeleit, mivel a baktériumok először inaktívak, és csak a megfelelő pillanatra várnak, hogy tömegesen felbukkanjanak, ami gyakran csak az állat stresszes időszakaiban (ellés, takarmányváltás, elválasztás, költözés, hőstressz stb.) következik be.

Amikor az állat ellenállóképessége csökken, a baktériumok támadásba lendülnek. Ha a támadás sikeres, az állat láthatóan is megbetegszik, és ekkor általában megkezdődik az antibiotikumos kezelés. Ez azonban csak egy tüneti kezelés, amely nem szünteti meg a valódi okot, a biofilmet. Frusztráló, költséges és időigényes tevékenység, mivel a betegség könnyen visszatér (2. ábra).

Ábra. 2 A biofilmmel kapcsolatos fertőzések krónikus fertőzésekhez vezethetnek

Befektetés proaktív állategészségügyi intézedésekbe

Az új állategészségügyi stratégia lényege a proaktív (megelőző) intézkedésekbe való befektetés. A stratégia kiindulópontja a következő: az egészséges állattartás csökkenti a reaktív szerek használatának szükségességét. Az egészség valójában az állatok ellenálló képessége és a külső fertőzés közötti egyensúly optimalizálása. Az optimális takarmányozás, az optimális istállóklíma és a stressz lehető legnagyobb mértékű elkerülése az állatok ellenálló képességének fontos feltételei (Griebel et al. 2014).

Az AHV termékek hatása

Az AHV megoldásai tökéletesen illeszkednek a fenti stratégiába, és figyelembe veszik az egyes állatfajok igényeit minden egyes életszakaszban. Az AHV termékek kiválóan alkalmasak állatai egészségének megőrzésére, különösen a stresszes időszakokban. Az AHV termékek kettős hatásmechanizmuson alapulnak:

1. Megakadályozzák a biofilm kialakulását és feltörik a már kialakult biofilmet;
2. Serkentik és aktiválják az immunrendszert a felszabadult baktériumok eltávolítására.

Ezáltal csökken a megbetegedések száma a gazdaságban, a megbetegedett állatok pedig gyorsabban felépülnek jobb általános egészségi állapotuknak köszönhetően, és saját erőből gyógyulhatnak. Mindemellett kevesebb antibiotikumra lesz szükség, ami pozitív hatással lesz a napi terápiás dózisra (DDD).

AHV Quorum Sensing Antagonist (QSA) technológia

Az AHV piacvezető a biofilm kialakulását megakadályozó és a meglévő biofilmet növényi eredetű kivonatokkal hatékonyan kezelő innovatív megoldások terén. Az AHV-nál folyamatosan vizsgáljuk az új növényi kivonatok biofilm elleni hatékonyságát a fenti hatásmechanizmus alapján. Ennek az új mechanizmusnak az egyik eleme a quorum sensing (QS) biofilmképződésben játszott szerepe.

A QS a baktériumok egyik fő jelátviteli mechanizmusa, amely közvetlenül hozzájárul a biofilmképződéshez. Az AHV szabadalmaztatott, növényi kivonatokból álló QSA technológiája ebbe a folyamatba avatkozik be, lehetővé téve a védőrétegen való áthatolást. Növényi kivonataink megzavarják a QS folyamatot, ezzel megakadályozzák és megszakítják a biofilmképződést, és így lehetővé teszik az immunrendszer számára a baktériumok eltávolítását.

Természetes megoldás a rezisztencia kialakulása ellen

A biofilmmel társuló baktériumok az évmilliárdos evolúciós alkalmazkodásnak köszönhetően természetes ellenálló képességgel rendelkeznek az antibiotikumokkal, fertőtlenítőszerekkel és az állati immunrendszerrel szemben. A biofilmben lévő baktériumok 100-1000-szer kevésbé érzékenyek az antibiotikumokra, mint az azonos törzsű planktonikus baktériumok (Donlan, 2000). Ez a biofilmképződés segítségével létrejövő bakteriális állóképesség felelős a rezisztenciáért, és gyakran a visszatérő problémák oka.

Az AHV szabadalmaztatott QSA technológiájának lényege, hogy mélyen behatol a biofilmbe, és befolyásolja a baktériumok közötti kommunikációt. A kivonat a baktériumok által kibocsátott molekulákkal lép kapcsolatba, nem pedig magukkal a baktériumokkal. Ez az antibiotikumok működési mechanizmusával ellentétes mechanizmus, amely azt eredményezi, hogy a kivonattal szemben természetes módon nem alakulhat ki rezisztencia. Ezenkívül a kivonat ugyanolyan aktív az antibiotikumoknak ellenálló baktériumokkal szemben, mint a nem rezisztensekkel szemben. Fogalmazhatunk úgy is, hogy a baktériumok saját kommunikációjának használatával az AHV egyszerűen meglovagolja a baktériumok által kifejlesztett biofilmképzés evolúciós sikerét.

Új stratégia az állategészségügyben

Az AHV küldetése, hogy az állategészségügy területén egyedülálló innovációkkal, eszközökkel és megoldásokkal segítse a gazdákat. Termékeinkkel, valamint a hozzájuk kapcsolódó szolgáltatásokkal és tanácsadással segítjük az állattenyésztőket, hogy javítsák állataik egészségét és üzleti eredményeiket. Végeredményképpen csak az egészséges állatok biztosítanak optimális termelést. További előny, hogy egy egészséges állományban kevesebb rendszeres beavatkozásra, így kevesebb antibiotikumra van szükség. Ezzel megvalósíthatóak az antibiotikum-használat csökkentési célok, és csökkenthető a további rezisztencia kialakulásának kockázata is.

Emellett növényi kivonataink hatékonyan akadályozzák meg az antibiotikum-rezisztens baktériumok biofilmképződését, ami megoldás arra az esetre, ha a rezisztencia kialakulása miatt már nem állnak rendelkezésre működőképes antibiotikumok. Ezzel a fenntartható és quorum sensing alapú megközelítéssel valódi hatást gyakorolhatunk az állategészségügy jövőjére. Végső célunk a kiváló minőségű és egészséges tej- és élelmiszerellátás.

A fenti állítások belső és külső kutatásokon alapulnak. További háttérinformációk az AHV-n keresztül kérhetők.

---