Как безумная идея превратилась в глобальное улучшение здоровья

Существует важная, но малоизвестная функция безопасности наших пищевых продуктов: мы можем наслаждаться такими продуктами, как арахис, лесные орехи и кукурузная мука, не подвергаясь воздействию вредных веществ. ядовитый и канцерогенное природное химическое вещество под названием «афлатоксин» который вырабатывается грибком под названием Aspergillus которые могут заразить эти культуры. В развитых странах мы защищены от этого токсина, потому что наши фермеры применяют различные меры контроля, чтобы свести к минимуму этот вид инфекции в течение вегетационного периода, а после сбора урожая существуют протоколы обнаружения и сортировки, которые исключают зараженные партии из пищевых продуктов и кормов. Миллионы людям в Африке не так повезло. Их основные пищевые культуры, такие как кукуруза и арахис, часто заражены афлатоксином, что приводит к высоким показателям цирроза печени, рака, задержки роста в детстве и даже смерти от острого отравления. Многие стратегии контроля и исключения, используемые в продовольственной системе развитых стран, не являются жизнеспособными вариантами для мелких фермеров Африки. Таким образом, их урожай ставится под угрозу как для собственного потребления их семьей, так и для продажи на местных или экспортных рынках.

Однако есть решение. Африканские мелкие фермеры в шести странах недавно смогли значительно снизить загрязнение своих культур афлатоксинами с помощью продукта биологической борьбы под названием Афласафе.® Первоначально эта технология была разработана для сельскохозяйственных культур в США, но с тех пор она была адаптирована, чтобы сделать ее жизнеспособным решением местного производства для африканских фермеров.

Это крупное достижение в области здравоохранения является ярким примером того, как сельскохозяйственные инновации могут работать на общее благо. Это стало возможным благодаря разнообразному набору участников, включая ученых из государственного сектора, организацию производителей, фермеров/кооператоров, регулирующие органы, небольшую компанию, глобальную сельскохозяйственную технологическую компанию, международные агентства по развитию, крупный благотворительный фонд, а также исследователей на уровне страны и частные компании. в Африке. Во многих отношениях примечательно, что это оказалось историей успеха. Это заняло три десятилетия, и на этом пути потребовалось серьезное «нестандартное» мышление, некоторые дальновидные инвестиции со стороны фермерского сообщества и навигация по неизведанной территории регулирования. Наконец, это потребовало одобрения фермерами и последующими клиентами. Эта история продолжается и сегодня, поскольку эта новая стратегия стала важной частью программ по снижению выбросов афлатоксинов, приносящих пользу фермерам и потребителям как в развитых, так и в развивающихся странах.

Предыстория

История начинается с разговора о проблеме афлатоксина во время научной встречи в 1990 году между исследователем Министерства сельского хозяйства США по имени Питер Котти, который работал с хлопком в Университете Аризоны, и исследователем из Калифорнийского университета в Дэвисе по имени Фемис Михайлидес, который работал с орехами. Это две культуры, которые могут быть заражены грибком, обитающим в почве. Aspergillus которые могут загрязнить их урожай афлатоксином. Это может стать большой проблемой для хлопковой промышленности, поскольку может привести к загрязнению токсинами хлопковая мука, богатый белком побочный продукт производства клетчатки. Эта мука обычно используется для кормления молочного скота, и если она загрязнена афлатоксином, яд может попасть в молоко. Таким образом, любые партии зараженной семенной муки отбраковываются, что снижает рентабельность хлопководов. Для древесных орехов грибковая инфекция связана с повреждением насекомыми, поэтому очень важно бороться с этими вредителями. Если заболеваемость низкая, любые зараженные орехи можно обнаружить и удалить потоком воздуха, когда они по одному перемещаются по конвейерной системе с высокой пропускной способностью. Если инфекции слишком много, вся партия отбраковывается. Такие сценарии полного отказа встречаются редко, но они очень дорого обходятся фермерам. Именно поэтому исследователи всегда ищут дополнительные методы контроля.

То, что обнаружил Котти, было индивидуальной разновидностью беспокойного, Aspergillus возбудитель, не производящий афлатоксина. Он и Михайлидес обдумывали возможность внесения достаточного количества спор этого «атоксигенного» штамма в поле или в саду, чтобы превзойти опасные штаммы. Преднамеренное распространение патогена растений было определенно нетрадиционной концепцией, но исследователи решили попробовать. Они готовили зерно, а затем использовали его для выращивания большого количества нужной версии грибка. Затем они разбрасывают его по земле на пробных участках каждой культуры, чтобы споры могли долететь до растений на ветру. После того, как первые результаты были положительными, были проведены крупномасштабные эксперименты в сотрудничестве с некоторыми предприимчивыми фермерами, выращивающими хлопок и лесные орехи, у которых было достаточно доверия, чтобы позволить исследователям сделать то, что звучало как способ уничтожить часть их урожая.

Этот финансируемый государством этап исследования продемонстрировал, что атоксигенный штамм действительно может стать доминирующим и значительно снизить уровень афлатоксина в урожае, собранном с обработанной площади. Затем пришло время коммерческой разработки. Котти представил эту концепцию начинающей компании по биологическому контролю в Сан-Диего под названием Mycogen, но компания не пожелала вкладывать свои ограниченные ресурсы в столь необычную концепцию. Вместо этого дальновидное финансирование коммерциализации поступило от организации производителей под названием Совет по исследованиям и защите хлопка Аризоны (ACRPC), которая лицензировала патент Министерства сельского хозяйства США на атоксигенный штамм под названием AF36 в 1998 году. Может показаться неинтуитивным для государственного учреждения патентовать технологию, которая возникла в результате исследований, финансируемых государством, но на самом деле это логичный шаг, потому что он делает более вероятно, что коммерческая организация позже захочет инвестировать в дальнейшее развитие технологии. В итоге ACRPC вложила миллионы долларов в программу, которую они описывают как «для производителей, производителями». Они стремились зарегистрироваться в EPA, что также было непросто, потому что агентство ранее не имело дело с продуктом, в котором вредители использовались в качестве «пестицидов». Несмотря на это, в 2003 г. Утверждено EPA использование AF36 на хлопке в Аризоне и Техасе. Начиная с 1998 года ACRPC разработала оборудование, которое теперь способно производить достаточно колонизированного зерна для обработки 200,000 XNUMX акров посевов в год. За всю историю программы в Аризоне и Техасе было обработано около четверти миллиона акров хлопка. Министерство сельского хозяйства США продолжает поддерживать эти усилия.

Полевые результаты также были обнадеживающими в производстве древесных орехов в Калифорнии, и в 2012 году последовало одобрение Агентства по охране окружающей среды для этих культур. В настоящее время производство древесных орехов закупает AF36 у хлопкового совета. Фисташковая промышленность была первой, кто внедрил эту технологию в больших масштабах, потому что у них были исторические проблемы с отказом от поставок, связанных с афлатоксином, особенно в ЕС. Когда AF36 был коммерциализирован, ЕС направил 12 ученых в США, чтобы узнать об этой технологии и о том, как она используется. Как только они убедились в безопасности и эффективности этого подхода, они открыли двери для этого важного экспортного рынка. В настоящее время AF36 применяется к более чем 40% урожая фисташек, и это стало возможным задокументировать. общий сдвиг в Aspergillus населения к безопасному штамму.

Интерес к этому подходу в калифорнийской миндальной промышленности растет, и они финансируют дополнительные исследования. AF36 также может быть используется на инжире. Изучение также показал, что штамм AF36 является эндемичным для Мексики, что должно позволить получить разрешение регулирующих органов на его использование на сельскохозяйственных культурах в этой стране.

У этой истории есть параллельная «глава», которая также началась с исследователей из государственного сектора — в данном случае Джо Дорнер и Брюс Хорн кто работал в USDA Национальная исследовательская лаборатория арахиса в Доусоне, Джорджия. Их целью было разработать еще один атоксигенный штамм Aspergillus, который можно было бы адаптировать для использования на посевах арахиса и кукурузы на юго-востоке США, которые также могут иметь проблемы с загрязнением афлатоксинами. В то время как штамм AF36 включает одну мутацию в ключевом ферменте, участвующем в производстве афлатоксина, в этом новом штамме отсутствуют два полных кластера генов, связанных с производством афлатоксина, а также другого микотоксина, называемого циклопиазоновой кислотой. Их штамм был запатентован как NRRL 21882, и вскоре он был лицензирован небольшой компанией под названием Круг один глобальный которая затем получила одобрение Агентства по охране окружающей среды и построила производственное предприятие. В 2004 году они запустили продукт под названием АФЛА-ГАРД® для коммерческого использования на арахисе и кукурузе. В 2009 году глобальная компания по защите растений Syngenta
SYT приобрели Circle One специально для этой технологии, и у них есть планы по расширению коммерциализации этого штамма в других частях мира.

Американская фаза процесса представлена ​​на рисунке ниже.

Фаза 2: Развивающийся мир

Основываясь на эффективности и безопасности этой технологии на рынках США, возник интерес к распространению ее на фермеров в развивающихся странах, где проблемы со здоровьем, связанные с афлатоксинами, к сожалению, являются обычным явлением. Оказалось, что это 15-летний процесс, обеспечиваемый дополнительным набором игроков. Проект стартовал под руководством IFPRI – Международного института продовольственной политики. Финансирование было предоставлено фондом Билла и Мелинды Гейтс и Агентством США по международному развитию (USAI).USAI
Д). Министерство сельского хозяйства США также принимало участие, как и национальные учреждения в каждой стране.

Вначале было принято решение найти аборигенные африканские нетоксинообразующие Aspergillus штаммов, чтобы они были хорошо адаптированы к окружающей среде в каждой целевой стране. Этому процессу способствовали знания о генетике штаммов, полученные из двух продуктов США. Как только ранние полевые эксперименты подтвердили эффективность штаммов, они должны были быть одобрены регулирующими органами каждой страны. И снова это была «неизведанная территория» для этих агентств. Как только это препятствие было преодолено, производство и распространение было передано местным компаниям. Тем не менее, международные сторонники проектов по-прежнему участвовали в усилиях по обучению мелких фермеров и их клиентов. Как Сводный документ IITC говорит: «Маркетинговая стратегия для совершенно нового сегмента продукта, связанного со значительным, но малоизвестным риском для здоровья населения, — это больше, чем стратегия продаж — она требует стратегического подхода, основанного на сотрудничестве. Диалог для согласования с национальными целями имеет важное значение».

Эти агенты биоконтроля теперь коммерчески доступны в Африке под торговой маркой Афласайф®. Он одобрен для кукурузы в 10 странах, арахиса в 9 и сорго в одной. Коммерческие партнерства существуют в Нигерии, Кении, Сенегале, Гамбии, Буркина-Фасо, Гане и Танзании. Предпринимаются усилия по расширению на три страны Южной Африки и Руанду. Было несколько историй успеха. Гамбия смогла возобновить экспорт арахиса с незагрязненным продуктом. В Кении был реализован проект по обеспечению продовольственной безопасности на площади 2,000 га по выращиванию кукурузы для населения, испытывающего нехватку продовольствия; в кукурузе из обработанного района содержание афлатоксина было на 99% ниже 4 частей на миллиард, в то время как в соседних районах содержание афлатоксина часто превышало 1,000 частей на миллиард. 100,000 5 фермеров в Нигерии смогли получить надбавку к цене в размере 500,000 миллионов долларов за незагрязненную кукурузу. Общее использование Aflasafe в Африке в настоящее время составляет около XNUMX XNUMX га. На сайте есть подробная схема веб-сайт КГМСХИ показывая сущности, вовлеченные в африканскую главу этой истории.

Выводы:

Три десятилетия, которые потребовались для полного внедрения этого метода контроля, могут показаться долгим сроком, но следует помнить, что каждый полевой эксперимент занимает год и что на этом пути возникали беспрецедентные концептуальные, нормативные, производственные и коммуникационные проблемы. Чистый эффект заключается в том, что мы в развитом мире по-прежнему защищены от канцерогенного афлатоксина в нашей пище, и производители несут меньше потерь в этом процессе. Люди в развивающихся странах теперь имеют более широкий доступ к качественно более безопасным запасам арахиса и кукурузы. На этом пути ключевую роль сыграли государственный и частный секторы, регулирующие органы, международные агентства и благотворительные организации. То, что начиналось как почти безумная идея, оказалось ярким примером того, насколько полезным может быть прогресс.