النباتات المهندسة تجعل حليب الأطفال صحيًا مثل حليب الأم

الأطفال هم تلك الحزم الصغيرة الرائعة من الفرح التي تملأ حياتنا بالضحك والأحضان وانفجار الحفاضات من حين لآخر، ولكن هل تعلم أن تركيبة الأطفال أو حليب الثدي الذي يتناولونه في الأشهر الأولى من عمرهم يمكن أن يشكل صحتهم لسنوات قادمة؟

يقطع علماء من جامعة كاليفورنيا، بيركلي خطوات مثيرة في ضمان حصول جميع الأطفال على أفضل تغذية ممكنة من خلال خيارات مثل حليب الأطفال، حتى لو لم يرضعوا رضاعة طبيعية حصرية.

حليب الثدي مقابل الحليب الصناعي للأطفال

حليب الثدي، الغذاء الطبيعي الفائق للأطفال ، مليء بمزيج فريد من حوالي 200 جزيء سكر بريبيوتيك.

هذه السكريات ليست فقط من أجل الحلاوة؛ أنها تلعب دوراً حاسماً في الوقاية من الأمراض وتعزيز نمو بكتيريا الأمعاء المفيدة عند الرضع .

ولكن هنا تكمن المشكلة: إن تكرار هذا المزيج المعقد من السكريات في حليب الأطفال التجاري يمثل تحديًا.

على الرغم من أن التركيبة توفر العناصر الغذائية الأساسية، إلا أنها لم تكن قادرة على مطابقة القيمة الغذائية الكاملة لحليب الثدي. هذا هو المكان الذي يأتي فيه عالم هندسة النباتات المثير.

قوة النباتات في حليب الأطفال

النباتات تشبه مصادر السكر الموجودة في الطبيعة، إنهم يستخدمون ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون لإنتاج مجموعة واسعة من السكريات، البسيطة والمعقدة.

لذا، فكر فريق من العلماء اللامعين: “لماذا لا نعيد برمجة آلات صنع السكر هذه لإنتاج نفس السكريات الموجودة في حليب الثدي البشري؟”وهذا بالضبط ما فعلوه.

هندسة حل صيغة الطفل

في دراسة حديثة، قام الباحثون بتعديل النباتات وراثيا لإنتاج السكريات قليلة التعدد في الحليب البشري (HMOs)، وهي السكريات الخاصة الموجودة في حليب الثدي.

وقام العلماء بتعديل جينات النباتات لإنتاج الإنزيمات المسؤولة عن إنشاء الروابط المحددة التي تجعل صناديق المرضى فريدة من نوعها.

النتائج؟ بدأت نباتات نيكوتيانا بنثاميانا المعدلة وراثيا ، وهي أقرباء التبغ، في إنتاج 11 مادة متجانسة معروفة بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من السكريات المعقدة الأخرى المشابهة لتلك الموجودة في حليب الثدي.

“لقد صنعنا المجموعات الثلاث الرئيسية من السكريات قليلة التعدد في الحليب البشري. يوضح باتريك شيه، كبير مؤلفي الدراسة: “على حد علمي، لم يثبت أحد على الإطلاق أنه يمكنك تكوين هذه المجموعات الثلاث في وقت واحد في كائن حي واحد”.

نعمة للأطفال وما بعدها

لا يقتصر هذا الإنجاز على تركيبة حليب الأطفال فحسب. إن التداعيات بعيدة المدى. تخيل تركيبة أكثر صحة وبأسعار معقولة للأطفال في جميع أنحاء العالم، أو حليب نباتي خالي من الألبان غني بالمغذيات للبالغين. الاحتمالات مثيرة حقا.

يؤكد كولين بارنوم، المؤلف الأول للدراسة، على أهمية إنتاج نوع محدد من HMO يسمى LNFP1.

ويشير بارنوم إلى أن “LNFP1 هو عبارة عن سكريات قليلة السكاريد في الحليب البشري مكونة من خمسة سكريات أحادية، ومن المفترض أن تكون مفيدة حقًا، ولكن حتى الآن لا يمكن تصنيعها على نطاق واسع باستخدام الطرق التقليدية للتخمير الميكروبي”، قائلا “لقد اعتقدنا أنه إذا تمكنا من البدء في تصنيع هذه السكريات قليلة التعدد الأكبر والأكثر تعقيدًا في الحليب البشري، فيمكننا حل مشكلة لا تستطيع هذه الصناعة حلها حاليًا.”

من النباتات إلى الأطباق

على الرغم من استخدام بكتيريا الإشريكية القولونية المهندسة لإنتاج بعض صناديق المرضى، إلا أن عملية الاستخلاص والتنقية معقدة ومكلفة.

ويرجع ذلك إلى أن البكتيريا لا تنتج فقط HMOs المطلوبة ولكن أيضًا منتجات ثانوية قد تكون ضارة. يتطلب فصل هذه المنتجات الثانوية عن صناديق المرضى إجراءات معقدة، مما يزيد من تكاليف الإنتاج.

وفي المقابل، توفر أنظمة الإنتاج المعتمدة على النباتات نهجًا أكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة. من خلال استخدام النباتات كمصانع حيوية لـ HMOs، قد تكون عملية التنقية أبسط، حيث أن النباتات عادة لا تولد نفس المنتجات الثانوية السامة مثل البكتيريا.

وهذا يمكن أن يبسط عملية استخراج صناديق المرضى، مما يقلل من التكاليف المرتبطة بالتنقية ويجعلها في متناول الجميع للاستخدام على نطاق أوسع.

“تخيل أنك قادر على إنتاج كل السكريات قليلة التعدد في الحليب البشري في نبات واحد، ثم يمكنك طحن هذا النبات واستخراج جميع السكريات قليلة التعدد في وقت واحد وإضافتها مباشرة إلى حليب الأطفال.

وبطبيعة الحال، هناك تحديات يتعين التغلب عليها قبل أن يصبح هذا حقيقة واقعة، ولكن الفوائد المحتملة لا يمكن إنكارها.

مستقبل جميل أمامنا للتغذية

لا يزال علم هندسة المصانع لإنتاج سكريات الحليب البشري في مراحله الأولى، لكن التقدم المحرز حتى الآن ليس أقل من رائع، شهادة على براعة الإنسان والتزامنا الثابت بتوفير أفضل بداية ممكنة لأطفالنا الصغار.

لذا، في المرة القادمة التي ترى فيها ممرًا لتركيبة حليب الأطفال، تذكر أن مستقبل تغذية الأطفال قد يكون مجرد نمو في حقل، وليس تخمير في المختبر، وهذه فكرة جميلة بالفعل.

ونُشرت الدراسة في مجلة Nature Food .