ضرورت مسئله
سالمونلوز یک بیماری حاد در انسان است که توسط باکتری سالمونلا در مواد غذایی آلوده ایجاد میشود. سالمونلا انتریتیدیس، سروتیپ ژنتیکی همگن سالمونلا است و به عنوان یکی از شایعترین انواع در مسمومیتهای غذایی شناخته شده است. جوجهها، تخم مرغها، گوشت و شیرخام اغلب بهعنوان عامل اصلی شیوع سالمونلوز گزارش میشوند و شیوع باکتری سالمونلا اغلب در گلههای جوجههای گوشتی شناسایی میشود. علاوه بر این، هنگامی که جوجههای گوشتی در معرض سالمونلا انتریتیدیس قرار میگیرند، باکتری به سرعت به کل گله طیور گسترش مییابد. مدفوع جوجههای گوشتی آلوده به سالمونلا انتریتیدیس باعث آلودگی کل کشتارگاه مرغ میشود. از این رو، پیشگیری از عفونت سالمونلا انتریتیدیس یک موضوع مهم در حفظ ایمنی غذایی به ویژه در صنعت طیور میباشد. راهبردهای پیشگیری و کنترل در گلههای تجاری مرغ شامل افزایش ایمنی زیستی، واکسیناسیون، حذف رقابتی و آنتیبیوتیک است. با این حال، هیچ رویکردی 100٪ موثردر زمینه کنترل این بیماری نشان داده نشده است. در تلاش برای کاهش بیماری سالمونلا انتریتیدیس در طیور، آنتیبیوتیکها به عنوان ابزاری موثر برای پیشگیری ارائه شدهاند. اما ظهور سویههای مقاوم به آنتیبیوتیک، استفاده از اقدامات درمانی را محدود کرده و علاقه به درمانهای جایگزین، از جمله استفاده از باکتریوفاژ درمانی را برانگیخته است. باکتریوفاژها میتوانند باکتریها را آلوده کرده و از بین ببرند. باکتریوفاژهای لیتیک، باکتریهای خاص را هدف قرار میدهند و اغلب محدود به عفونت سروتیپهای یک گونه هستند که در خصوص سالمونلا باید گونه سالمونلا انتریتیدیس باشد. از آنجایی که در حال حاضر ظهور باکتریهای بیماریزا مقاوم به اکثر آنتیبیوتیکهای موجود به یک مشکل حیاتی تبدیل شده است، فاژ درمانی به تازگی به عنوان یک ابزار بالینی برای درمان و کنترل زیستی پاتوژنهای منتقلشده از غذا مانند سالمونلا و کامپیلوباکتر در نظر گرفته شده است. مطالعات اخیر نشان میدهد که فاژ درمانی خوراکی با استفاده از کوکتل فاژی منجر به کاهش قابل توجهی در کلونیزاسیون روده سالمونلا و بروز عفونت در پرندگان زنده میشود.
بیشتر آنتیبیوتیکها غیراختصاصی هستند و نه تنها علیه پاتوژن هدف، بلکه علیه سایر باکتریهای موجود در محیط یا میکروفلور گیاهی و حیوانی نیز عمل میکنند. عفونتهای مقاوم به دارو منجر به ایجاد مقاومت باکتریایی در میلیونها نفر در جهان شده است و تخمین زده میشود که سالانه 700،000 نفر در سراسر جهان جان خود را به این علت از دست بدهند که در صورت ادامه روند این مقاومت دارویی، این رقم تا سال 2050 به 10 میلیون نفر افزایش خواهد یافت. استفاده بیرویه از آنتیبیوتیکها در صنعت دام و طیور ممکن است منجر به کاهش کارایی آنتیبیوتیکها به دلیل تسهیل ظهور پاتوژنهای انسانی مقاوم به آنتیبیوتیک، افزایش عوارض و مرگ و میر انسانی، افزایش هزینههای مراقبتهای بهداشتی و افزایش پتانسیل برای حمل و انتشار عوامل بیماریزا شود. علاوه بر درخواست مصرفکنندگان برای محصولات بدون آنتیبیوتیک، محبوبیت محصولات ارگانیک و حذف آنتیبیوتیکها برای مصارف دام و طیور منجر به جستجوی جایگزینهایی شده است. استفاده از فاژها که باکتریها را آلوده و از بین میبرند، میتواند اثرات زیستمحیطی استفاده از آنتیبیوتیک در کشاورزی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد، در حالی که بهطور بالقوه سودآوری را با کاهش تلفات محصول یا مرگ و میر حیوانات در مراحل اولیه فرآیند اصلاح، افزایش میدهد. بنابراین باکتریوفاژها میتوانند یکی از جایگزینهای مناسب برای آنتیبیوتیکها در صنعت دام و طیور باشند که مصرف آنتیبیوتیک در آنها بالا میباشد.
مشروح مسئله تحقیقاتی
با توجه به اینکه بیماری سالمونلوز یک عفونت شایع دستگاه گوارش در صنعت دام و طیور است؛ بنابراین باکترویوفاژ سالمونلا میتواند تحول بزرگی در جلوگیری از این بیماری در صنعت دام و طیور باشد و از استفاده بیرویه آنتیبیوتیکها جلوگیری کند. مطابق آمار سایت سامانه همگاه کشاورزی تعداد 1،272،910،148 جوجه یکروزه در سال 1401 در کشور ریخته شده است. این آمارها نشان میدهد که بازار گستردهای برای این محصول وجود دارد و همه موارد ذکر شده به عنوان بازار هدف این محصول در نظر گرفته میشوند. اگر این محصول بتواند 1 درصد این بازار را در سال اول در اختیار بگیرد، نیازمند 12،729 لیتر محصول باکتریوفاژ در سال اول میباشد. با توجه به اینکه در حال حاضر محصول داخلی برای این هدف تولید نشده است؛ بنابراین بازار گستردهای در اختیار شرکتها است که بتوانند با تولید باکتریوفاژ سالمونلا، این بازار گسترده را در دست بگیرند.
تولید یک محصول فاژی که به صورت تک سویه یا کوکتلی از انواع فاژها بوده و بتواند به صورت اختصاصی سویههای مختلف بیماریزا سامونلا را مورد هدف قرار دهد، هدف اصلی این طرح میباشد. به منظور دستیابی به این هدف در ابتدا جداسازی، شناسایی و اثبات اختصاصی بودن فاژهای مورد استفاده باید انجام شود. قدم دوم تعیین میزان کارایی و عملکرد فاژ یا فاژهای منتخب میباشد. درصورت دستیابی به فرمولاسیون مناسبی از این فاژ یا فاژهای مورد استفاده، قدم بعدی بحث تولید صنعتی این فاژ با استفاده از فرآیند تخمیر و خالصسازی آنها میباشد که این مورد خود شامل چندین زیربخش بوده که دارای اهمیت بالا و دشواریهای فراوانی است.
پس از دستیابی به محصول اولیه، برنامهریزی و اقدام بهمنظور انجام تستهای مدنظر سازمان دامپزشکی به عنوان نهاد رگولاتوری موجود در این حوزه در دستور کار قرار خواهدگرفت که مواردی از جمله تستهای پایداری، اثربخشی، کارآزمایی بالینی و اختصاصیت را بررسی نماید. با توجه به نوآورانه بودن این محصول در ایران و علیالخصوص رقابتی بودن این بازار، طراحی محصول به گونهای که محصول نهایی رقابتی باشد، بسیار حائز اهمیت است.
این شتابدهنده دانشبنیان در حوزههای زیستفناوری میکروبی، غذایی و پروبیوتیکها فعالیت میکند و یکی از اصلیترین اهداف خود را بحث امنیت غذایی با اتکا بر ابزارهای موجود در زیستفناوری گذاشته است؛ در همین راستا هم موفق شده است تا محصولات متنوع و کارآمدی را ایجادکرده و روانه بازار نماید. همچنین این شرکت با توجه به محصولات متنوعی که در حوزههای مختلف دام، طیور و آبزیان دارد، از امکانات و زیرساختهای مناسبی در بخش تولید برخوردار است که میتواند در تولید صنعتی محصولات کمک کند.
در کنار تجهیزات و زیرساخت، تیمهای مختصص فنی که بتوانند مشاوره و راهنمایی لازم در خصوص scale up طرح حاضر، رعایت الزامات رگولاتوری و شناخت موانع موجود را به تیم داده و رشد و توسعه در این مسیر را تسریع کنند نیز در کنار شتابدهنده وجود دارند.
- جداسازی فاژ یا فاژهای تاثیرگذار بر روی سویههای مختلف بیماریزای سالمونلا
- تعیین اختصاصیت فاژ یا فاژهای مورد استفاده و عدم تاثیرگذاری برروی میکروبیوتای طیور
- شناسایی کامل مولکولی (سکانس کامل) فاژ یا فاژهای مورد استفاده
- انتخاب میزبان مناسب برای تولید صنعتی فاژ یا فاژهای مورد استفاده
- بهینهسازی تخمیر میزبان، تولید و خالصسازی مقرون به صرفه فاژ یا فاژهای مورد استفاده
- فرمولاسیون محصول نهایی و انجام تستهای پایداری
- بررسی اثرگذاری و میزان کارایی محصول در قالب کارآزمایی بالینی
- تهیه مدارک و مستندات لازم برای پاسخ به الزامات سازمان دامپزشکی
- جداسازی فاژهای اختصاصی برای سویههای مختلف بیماریزای سالمونلا
- اثرات ضدپاتوژنی فاژ یا فاژهای مورد استفاده
- تعیین اثر فاژ مورد استفاده بر روی مدل حیوانی
- تولید نمونه نیمهصنعتی، ارائه گزارشات ایمنی و تستهای کنترل کیفیت
- تولید 10 لیتر محصول فاژی با کانت 1011
الزامات تحقیق
- عدم اثر باکتریوفاژ انتخابشده بر روی میکروبیوتای طیور
- عدم سمیت و آلرژیک بودن بر روی نمونههای حیوانی
- عدم تاثیرگذاری بر روی سایر گونههای باکتریایی به غیر از گونه بیماریزای مد نظر
- ارائه استانداردهای مربوطه و گذراندن الزامات سازمان دامپزشکی
گلوگاههای احتمالی
- چالش اول پروژه اثر انتخابی باکتریوفاژ جداشده بهطور اختصاصی بروی انواع مختلف گونههای باکتری سالمونلا بهویژه سالونلا گالیناروم وسالمونلا پلوروم میباشد.
- چالش دوم انتخاب میزبان مناسب و مقرون به صرفه بودن شرایط تولید صنعتی بوده و میبایست جزء عوامل بیماریزا نباشد.
- چالش سوم بهینهسازی تولید صنعتی میزبان و باکتریوفاژ یا باکتریوفاژهای مورد استفاده در محصول است.
- چالش چهارم گذراندن تست و الزامات سازمان دامپزشکی میباشد.
زیرساختها و تجهیزاتی که متقاضی میتواند در اختیار مجری قرار دهد
امکانات لازم در این مجموعه برای انجام فعالیتهای آزمایشگاهی در دسترس میباشد. در این مجموعه زیرساخت کامل آزمایشگاه میکروبی، مولکولی و تخمیر تا مقیاس نیمهصنعتی وجود دارد.
- مجری دارای تجربه و تخصص لازم در حوزههای میکروبیولوژی، ویروسشناسی، دامپروری و دامپزشکی باشد.
- تجربه تولید محصول تجاری حداقل در حد نمونه اولیه را داشته باشد.
- آشنایی لازم با الزامات تولید صنعتی محصولات حوزه دامپزشکی، قواعد اکوسیستم نوآوری و سرمایهگذاری را داشته باشد.
- مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنالهای داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانسها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دستاندرکاران مجاز خواهد بود.
- مالکیت منافع مادی: سهم مشارکت شتابدهنده متقاضی حداقل 10 و حداکثر 35 درصد خواهد بود (منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری بر اساس توافق طرفین و مشترک خواهد بود و با توجه به سهم آورده نقدی و غیرنقدی توسعهدهنده، سهم مالکیت قابل مذاکره و توافق است).
شماره تماس:
021-88486498
اینستاگرام:
iran.challenges@