پروبیوتیک‌های بومی برای گوساله‌ها: آینده دامپروری بدون آنتی‌بیوتیک - وبسایت رسمی شرکت زاور زیست آزما، پیشگام در ویرایش ژنوم

استفاده از توان طبیعت برای سلامت دام: بررسی پتانسیل پروبیوتیکی Ligilactobacillus salivarius استخراج‌شده از گوساله‌های بومی

در مسیر ارتقاء سلامت دام‌ها بدون استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها و کاهش خطر مقاومت دارویی، پروبیوتیک‌ها به عنوان جایگزینی قدرتمند مطرح شده‌اند. در گوساله‌ها که به‌شدت در معرض اختلالات گوارشی هستند، نیاز به راه‌حل‌های ایمن، مؤثر و اختصاصی برای گونه دام بیش از هر زمان دیگری احساس می‌شود. مطالعه حاضر بر روی یک باکتری امیدوارکننده به نام Ligilactobacillus salivarius متمرکز است که از مدفوع گوساله‌های سالم و بومی نژاد «ساهیووال» استخراج شده است.

بر خلاف سویه‌های پروبیوتیکی عمومی، این باکتری‌ها «بومی» هستند – به این معنی که به طور طبیعی در دستگاه گوارش میزبان زندگی می‌کنند. این ویژگی باعث می‌شود که این باکتری‌ها بهتر بتوانند در محیط روده زنده بمانند، مستقر شوند و فواید خود را اعمال کنند. هدف این تحقیق، شناسایی و ارزیابی این سویه‌ها برای استفاده به عنوان مکمل‌های پروبیوتیکی برای بهبود سلامت گوساله‌ها، بهینه‌سازی عملکرد روده و کاهش نیاز به آنتی‌بیوتیک‌ها بود.

روند تحقیق: از اصطبل تا آزمایشگاه

جمع‌آوری نمونه و جداسازی

در این مطالعه، نمونه‌های مدفوع از ۲۰ گوساله سالم نژاد بومی ساهیووال در مؤسسه ملی تحقیقات لبنیات (NDRI) در کرنال، هند جمع‌آوری شد. از این نمونه‌ها، ۱۸۰ کلنی باکتریایی جدا شد که در غربالگری اولیه، ۴۱ سویه به عنوان باکتری‌های اسیدلاکتیک (LAB) شناخته شدند.

در مرحله بعد، ۹ سویه که بالاترین پتانسیل را داشتند، با استفاده از توالی‌یابی ژن 16S rRNA تأیید شدند که همگی متعلق به گونه Ligilactobacillus salivarius بودند.

شناسایی ویژگی‌های پروبیوتیکی: ارزیابی جامع در شرایط آزمایشگاهی

برای آنکه یک باکتری به عنوان پروبیوتیک مؤثر شناخته شود، باید مجموعه‌ای از ویژگی‌های زیستی را دارا باشد – از جمله بقا در محیط روده، مقاومت در برابر عوامل بیماری‌زا، فعالیت آنزیمی و ایمنی. این ۹ سویه منتخب، تحت آزمایش‌های مختلف و دقیق در شرایط آزمایشگاهی (in vitro) قرار گرفتند تا پتانسیل کامل آن‌ها شناسایی شود.

۱. تحمل اسید و صفرا

برای عبور موفق از معده و رسیدن به روده، باکتری‌ها باید قادر به تحمل محیط اسیدی (pH = 2.0) و نمک‌های صفراوی (0.3%) باشند. این ۹ سویه توانستند به‌خوبی زنده بمانند، به‌طوری‌که در برخی موارد، نرخ بقا تا ۹۸٪ گزارش شد.

۲. آب‌گریزی سطح سلول و توان تجمع خودکار

چسبندگی به سلول‌های روده‌ای برای استقرار در دستگاه گوارش ضروری است. برای بررسی این ویژگی، آزمون‌های آب‌گریزی سطح سلول و تجمع خودکار (Auto-aggregation) انجام شد. در میان سویه‌ها، سویه RBL76 با بیش از ۶۴٪ آب‌گریزی و ۶۰٪ تجمع خودکار بهترین عملکرد را نشان داد.

۳. تجمع مشترک با عوامل بیماری‌زا

توانایی پیوند با باکتری‌های مضر برای جلوگیری از استقرار آن‌ها اهمیت بالایی دارد. آزمون‌های انجام‌شده نشان دادند که سویه‌های RBL68 و RBL76 بیشترین توانایی تجمع با باکتری‌های بیماری‌زای E. coli و Salmonella را دارند.

۴. فعالیت ضد میکروبی

تمام سویه‌ها در برابر باکتری‌های بیماری‌زا مانند E. coli و Salmonella arizonae فعالیت ضد میکروبی قابل توجهی داشتند. سویه‌های RBL68، RBL73 و RBL76 عملکردی قوی و قابل مقایسه با سویه مرجع Lactobacillus rhamnosus GG از خود نشان دادند.

۵. تولید آنزیم‌ها

تمام سویه‌ها قادر به تولید سه آنزیم کلیدی بودند:

• آمیلاز: شکستن نشاسته

• پروتئاز: تجزیه پروتئین‌ها

• بتا-گالاکتوزیداز: کمک به هضم لاکتوز

این آنزیم‌ها نه تنها به هضم بهتر کمک می‌کنند، بلکه در جذب بهتر مواد مغذی نیز نقش دارند.

۶. آزمون همولیز و تخریب موسین

هیچ‌یک از سویه‌ها فعالیت همولیتیک (تجزیه گلبول قرمز) یا توانایی تخریب موسین (پوشش محافظ دستگاه گوارش) نداشتند، در حالی که کنترل مثبت (S. aureus و Salmonella) این ویژگی‌ها را نشان دادند. این یافته‌ها ایمنی کامل سویه‌ها را تأیید می‌کند.

۷. حساسیت آنتی‌بیوتیکی

سویه‌ها به ۹ آنتی‌بیوتیک از ۱۱ آنتی‌بیوتیک آزمایش‌شده حساس بودند. مقاومت محدود فقط در برابر نالیدیکسیک اسید و اکسی‌تتراسایکلین مشاهده شد. این الگو نشان می‌دهد که سویه‌ها کمترین ریسک انتقال ژن‌های مقاومتی را دارند.

هم‌افزایی تغذیه‌ای: استفاده از پری‌بیوتیک‌ها

پروبیوتیک‌های خوب باید بتوانند از پری‌بیوتیک‌ها (ترکیبات غیرقابل‌هضم که باکتری‌های مفید را تغذیه می‌کنند) استفاده کنند. سه پری‌بیوتیک مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت:

• فروکتوالیگوساکارید (FOS)

• اینوولین

• دکسترین

سویه‌های RBL40، RBL38 و RBL68 بالاترین شاخص و فعالیت پری‌بیوتیکی را، به‌ویژه در مصرف اینولین، از خود نشان دادند.

پتانسیل آنتی‌اکسیدانی: محافظت سلولی

DPPH

آزمون‌های آنتی‌اکسیدانی نشان داد که سویه RBL73 بالاترین ظرفیت حذف رادیکال‌های آزاد را دارد، در حالی که RBL76 بیشترین توان کاهش آهن (FRAP) را نشان داد.

FRAP

فعالیت FRAP در سویه‌های RBL76، RBL38 و RBL40 چشمگیر بود، که نشان‌دهنده پتانسیل بالای آن‌ها در کاهش آسیب‌های اکسیداتیو است.

بررسی چسبندگی سلولی: توان استقرار در روده

در آزمون چسبندگی به سلول‌های HT29 (مدلی از سلول‌های روده انسان)، سویه RBL50 با نرخ چسبندگی ۱۳.۸۶٪ بالاترین توان را داشت. این قابلیت برای استقرار مؤثر در روده حیاتی است و نقش مهمی در جلوگیری از استقرار باکتری‌های بیماری‌زا ایفا می‌کند.

یکپارچه‌سازی داده‌ها: تحلیل آماری Heat Map و PCA

برای تعیین بهترین سویه‌ها، تحلیل‌های Heat Map و تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA) انجام شد. نتایج نشان داد که سویه‌های RBL38، RBL68 و RBL76 در بیشتر شاخص‌های زیستی عملکردی فوق‌العاده دارند و بهترین گزینه‌ها برای توسعه مکمل پروبیوتیکی دام هستند.

جمع‌بندی: پروبیوتیک‌ها، آینده‌ای روشن برای دامپروری

نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که سویه‌های بومی Ligilactobacillus salivarius دارای ویژگی‌های منحصر‌به‌فردی هستند که آن‌ها را به گزینه‌ای عالی برای استفاده به عنوان مکمل پروبیوتیکی برای گوساله‌ها تبدیل می‌کند. این راهکار نه تنها سلامت دام را بهبود می‌بخشد، بلکه می‌تواند وابستگی به آنتی‌بیوتیک‌ها را کاهش داده و پایداری دامپروری را ارتقاء دهد.

آزمایش‌های آتی در شرایط واقعی مزرعه (in vivo) گام بعدی در تجاری‌سازی این سویه‌ها خواهد بود. اما یافته‌های فعلی، امیدواری زیادی را برای ارتقاء سلامت گوساله‌ها و بهره‌وری دام به همراه دارد.

چرا این یافته‌ها برای صنعت مهم است؟

استفاده از پروبیوتیک‌های بومی مانند L. salivarius در دام:

• وابستگی به آنتی‌بیوتیک‌ها را کاهش می‌دهد

• بهره‌وری تغذیه را افزایش می‌دهد

• سیستم ایمنی گوساله‌ها را تقویت می‌کند

• راهکاری پایدار و دوستدار محیط‌زیست فراهم می‌آورد

با افزایش فشارهای مقرراتی و تقاضای مصرف‌کنندگان برای محصولات دامی بدون آنتی‌بیوتیک، این راهکارهای طبیعی، علمی و سودمند هستند.

منبع :