التقدم المتطور في تقنيات اللقاحات النانوية للسيطرة على أمراض الدواجن: التطوير، الفعالية، وآفاق المستقبل

 

د. ماجد حمید الصایغ / اختصاص امراض الدواجن / استرالیا

 

مقدمة

 

تواجه صناعة الدواجن تحديات كبيرة بسبب الأمراض المعدية، والتي تؤدي إلى خسائر اقتصادية فادحة وتهدد الأمن الغذائي العالمي. وعلى الرغم من أهمية اللقاحات التقليدية في السيطرة على العديد من هذه الأمراض، إلا أن لها حدودًا، مثل الحاجة إلى سلسلة تبريد، وجرعات منشطة، وعدم كفاية الاستجابة المناعية المخاطية. ومن هنا، برزت تقنيات النانو كحل واعد، خصوصًا من خلال تطوير اللقاحات النانوية المصممة لتحسين توصيل المستضدات وتعزيز الاستجابة المناعية وتوفير حماية واسعة النطاق.

 

اللقاحات النانوية: المفهوم والإمكانات

تُستخدم اللقاحات النانوية جسيمات نانوية (NPs) كحاملات ومساعدات مناعية للمستضدات. وتتمتع هذه الجسيمات، التي يتراوح حجمها عادة بين ( 1 الی 300 ) نانومتر، بقدرتها على حماية المستضدات من التحلل، وتسهيل التوصيل المخاطي، وتمكين الإطلاق المُتحكم به. وقد أظهرت دراسات التحدي فعالية تصل إلى 100% حماية عند استخدام بعض هذه اللقاحات.

 

المواد النانوية الأساسية في تطوير لقاحات الدواجن

• ١- جسيمات الكيتوسان النانوية: الكيتوسان هو بوليمر طبيعي يمتاز بقابليته الحيوية وقدرته على الالتصاق بالمخاط وتحفيز الاستجابات المناعية الجهازية والمخاطية. تم استخدامه لتوصيل بروتينات الغشاء الخارجي (OMP) من السالمونيلا أو بلازميدات ترميز بروتينات فيروسية مثل البروتين النووي لفيروس التهاب الشعب الهوائية (IBV)، مما أدى إلى استجابات مناعية قوية، خاصة عند تعديله بمستقبلات مثل المانوز.

مناقشة: الكيتوسان منخفض التكلفة ومتوفر من مصادر طبيعية (مثل قشور الروبيان)، لكنه يعاني من مشاكل في الذوبان وإمكانية السمية عند التركيزات العالية، وهي مشكلات يتم التغلب عليها من خلال التعديلات السطحية والمركبات متعددة المكونات.

 

• ٢- جسيمات PLGA النانوية : PLGA هو بوليمر قابل للتحلل الحيوي ومعتمد من قبل إدارة الغذاء والدواء (FDA). استُخدم لتوصيل مستضدات من Eimeria spp.، وNDV، وAIV، وأظهر قدرته على تحفيز IFN-γ وخلايا T المساعدة والقاتلة CD4+/CD8+ وتقليل إخراج الأوساط (oocysts).

مناقشة: طبيعة PLGA الكارهة للماء تحد من استخدامه للمستضدات الذائبة في الماء، ولكن يمكن تعديل سطحه لتحسين التوافق الحيوي والاستهداف الخلوي.

 

٣- جسيمات شبيهة الفيروسات (VLPs) :VLPs تشبه الفيروسات من حيث البنية ولكنها لا تحتوي على المادة الوراثية، مما يجعلها آمنة ومحفزة للمناعة. طُورت لقاحات نانوية باستخدام VLPs لمكافحة H7N9، H5N1، NDV، وIBV، وأظهرت تحفيزًا كبيرًا للمناعة الجهازية والمخاطية.

مناقشة: تعد VLPs واعدة جدًا، خاصة ضد الفيروسات المتحورة، ولكن إنتاجها يتطلب أنظمة تعبير فعالة مثل خلايا الحشرات أو النباتات أو الخمائر.

 

مناقشة: تعد VLPs واعدة جدًا، خاصة ضد الفيروسات المتحورة، ولكن إنتاجها يتطلب أنظمة تعبير فعالة مثل خلايا الحشرات أو النباتات أو الخمائر.

مناقشة: رغم فعاليتها، إلا أن قابلية التحلل والسلامة تحتاج إلى مزيد من التقييم في البيئات الميدانية.

 

٥- جسيمات البوليهيدرايد (PNPs) : تُستخدم هذه الجسيمات لتوصيل المستضدات البكتيرية والفيروسية، وقد أظهرت تعزيزًا قويًا للمناعة الخلوية والمخاطية، خاصة عند استخدامها عبر الفم، وقللت من إخراج الفيروس أو البكتيريا.

مناقشة: بالرغم من خصائصها الممتازة، فإن تكاليف الإنتاج وخصائصها الكارهة للماء تحد من استخدامها دون تعديل مناسب.

 

٦- جسيمات PVM/MA : استُخدمت جسيمات PVM/MA في لقاحات فموية ضد Salmonella enteritidis، وحققت مستويات حماية مماثلة للقاحات التجارية.

مناقشة: تحتاج هذه الجسيمات إلى تحسين الاستقرار في الماء، ويُقترح تعزيزها باستخدام بروتينات لاصقة مثل BSA أو عبر التعديل الكيميائي.

 

الفعالية المناعية والوقائية

أظهرت التجارب على نماذج مختلفة من الدجاج (Leghorn, Ross, Cobb, Hy-line) فعالية عالية تصل إلى 100% حماية. ومن أبرز المؤشرات المناعية:

• إرتفاع الأجسام المضادة IgA وIgG
• زیادة تنشيط خلايا T (CD4+/CD8+)
• زیادة إفراز السيتوكينات مثل IFN-γ وIL-4
• قلة الحمل الفيروسي أو البكتيري والإخراج في البراز

يشير ذلك إلى قدرة اللقاحات النانوية على تقليل العدوى وتعزيز الأمن الحيوي في مزارع الدواجن.

 

التحديات وآفاق المستقبل

على الرغم من هذا التقدم، لا تزال هناك تحديات:

• ضعف الأدلة السريرية وتطبيقات المزارع الواسعة
• الحاجة إلى بيانات أمان طويلة الأمد
• تعقيدات الإنتاج والتكاليف
• غياب اللوائح التنظيمية الصريحة في بعض البلدان

الآفاق المستقبلية : تشمل تطوير لقاحات متعددة المستضدات، أنظمة تعبير نباتية لتقليل التكلفة، وتحسين أنظمة الإعطاء الفموي أو المخاطي بما يتناسب مع ظروف الدول النامية.