ქიმიის ტექნოლოგიური ლაბორატორია

სადოქტორო კვლევა - Campylobacter spp. და Arcobacter spp. ადგილობრივი წარმოების ქათმის ნედლ ხორცში: გამოყოფა, იდენტიფიკაცია, დახასიათება და კონტროლის სტრატეგიები (2024)

წარმოდგენილი სამუშაო მიზნად ისახავდა ზოონოზური პათოგენების - Campylobacter spp. და Arcobacter spp. დეტექციას ქათმის ნედლ სარეალიზაციო ხორცში. კერძოდ, კვლევის ფარგლებში განხორციელებულ იქნა შემდეგი სამუშაოები:

1. დადგენილ იქნა სარეალიზაციო ქათმის ხრციდან გამოყოფილი Campylobacter spp. და Arcobacter spp. და მათი ანტიბიოტიკების მიმართ მგრძნობელობა.

2. ფილოგენეტიკური ანალიზის შედეგად ნაჩვენები იქნა, რომ კვლევის ფარგლებში გამოყოფილი და შესწავლილი Arcobacter-ის შტამები მიეკუთვნებიან ახალ სახეობას, რომლისთვისაც მინიჭებულ იქნა სახელი Arcobacter tbilisiensis sp. nov. ტიპური შტამები LEO 51, რეგისტრირებულია გერმანულ პროკარიოტული და ცხოველური უჯრედების ბანკში DSMZ (German Collection of Microorganisms and Cell Cultures, Leibniz Institute) როგორც DSM 11590 და ბელგიურ უჯრედების კოლექციაში BCCM (Belgian Coordinated Collection of Microorganisms) როგორც LMG 33177.

3. კოინკუბაციისა და ციტოტოქსიკური ექსპერიმენტების საშუალებით ნაჩვენები იქნა, რომ Campylobacter-ის ორივე დახასიათებული სახეობა - C. jejuni და C. coli-ისევე როგორც Arcobacter-ის დახასათებული ერთი სახეობა - A. Tbilisiensis ითრგუნება პრობიოტიკ L. fermentum-თან ერთ საკვებ არეში ინკუბირეის შემდგომ. ზემოაღნიშნულმა დაკვირვებამ აჩვენა, რომ L. fermentum წარმოადგენს Campylobacter-ის და Arcobacter-ის ეფექტურ დამთრგუნველს in vitro პირობებში.

კვლევის აქტუალობა - წარმოდგენილი კვლევა საქართველოში Campylobacter spp. და Arcobacter spp. სარეალიზაციო ქათმის ხორციდან კულტივირების და მათი დახასიათების პირველი მაგალითია. ცნობილია, რომ Campylobacter spp. ძირითად რეზერვუარს სწორედ ქათმის ხორცი და ფერმის პირობებში გაზრდილი ქათამი წარმოადგენს. აღსანიშნავია, რომ აქამდე არ ყოფილა შესწავლილი საქართველოში გავრცელებულ დიარეულ დაავადებებს შორის რა ხვედრითი წილი აქვს კამპილობაქტერიოზს და Arcobacter spp.-ით გამოწვეულ ინფექციებს. თუმცა, ჩვენი კვლევის შედეგებზე დაყრდნობით, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ აღნიშნული მაჩვენებელი საკმაოდ მაღალი უნდა იყოს. აღსანიშნავია, რომ Campylobacter spp. კონტროლის აუცილებლობიდან გამომდინარე, მნიშვნელოვანია ასეთი კონტროლი განხორციელდეს კომბინირებული მეთოდებით, როგორიცაა მკაცრი სანიტარული ნორმების, ბიოუსაფრთხოებისა და ბიოლოგიურად აქტიური პრობიოტიკული საკვები დანამატების ერთობლიობა.

ყოველივე ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარე, ბიოლოგიურად აქტიური საკვები დანამატის შექმნა და აგრარულ სფეროში უვნებელი ქათმის ხორცის წარმოება წარმოადგენს იმ აქტუალურ საკითხს, რომელიც საქართველოში ჯერ-ჯერობით გადაწყვეტილი არ არის.

კვლევის სიახლე მდგომარეობს Campylobacter spp. და Arcobacter spp. კულტივირებასა და დახასიათებაშ და ამასთანავე ამ პათოგენებზე პრობიოტიკ L. fermentum-ი დამთრგუნველი მოქმედების შესწავლაში. კვლევის მნიშვენლოვან სიახლეს წარმოადგენს A. Tbilisiensis sp. nov. ყველა შტამის გენომების სეკვენირება, რაც განხორციელდა პირველად.

ჩატარებული კვლევა მიზნად ისახავდა ქართულ ნედლ სარეალიზაციო ქათმის ხორცში Campylobacter spp. და Arcobacter spp. გავრცელების შეფასებას და ასევე, კულტივირებული შტამების ვირულენტობისა და ანტიბიოტიკების მიმართ რეზისტენტობის დახასიათებას. კვლევის შედეგად გამოვლინდა, რომ ისევე როგორც მსოფლიოს სხვა ქვეყნებში, ქართული ნედლი ქათმიდან კულტივირებული Campylobacter-ის სახეობები, როგორიცაა C. coli და C. jejuni, ხასიათდებიან ციპროფლოქსაცინისადმი მაღალი რეზისტენტობით (97% და 79%). ამასთანავე, კვლევა მიზნად ისახავდა ქათმის საკვებში ბიოლოგიურად აქტიური დანამატების გამოყენებით ქათამში Campylobacter spp. შემცველობის კონტროლს. In vitro ექსპერიმენტებში, L. fermentum-ის სპეციფიკური დამთრგუნველი აქტივობიდან გამომდინარე, მოსალოდნელია მსგავსი აქტივობის გამოვლენა in vivo პირობებშიც. აღნიშნული ვარაუდის დადასტურება მოითხოვს დამატებით კვლევებს მომავალში.

მომხმარებლის უვნებელი საკვებით მომარაგება პირდაპირ შეესაბამება მდგრადი განვითარების მე-3 მიზანს - "ჯანმრთელობა და კეთილდღეობა", რომელიც აერთიანებს რამდენიმე მნიშვნელოვან ინდიკატორს, მათ შორის ინდიკატორს 3.3, რომელიც მიზნად ისახავს 2030 წლამდე აღმოფხვრას ან მნიშვნელოვნად შეამციროს ტუბერკულოზი, ჰეპატიტი, მალარია და სხვა გადამდები და ტროპიკული დაავადებები. ასევე, უვნებლობის საკითხი მჭიდრო კაბშირშია მე-2 (შიმშილობის აღმოფხვრა) და მე-9 (ინდუსტრია, ინოვაცია და ინფრასტრუქტურები) მიზანთან. მდგრადი განვითარების მიზნების პრიორიტეტულობის შესახებ, რაც მნიშვნელოვანია 2030 წლისათვის მდგრადი მომავლის მიღწევის საქმეში, თანხმდება გარეოს ყველა წევრი ქვეყანა.

სამეცნიერო ლიტერატურის მიმოხილვა - სამეცნიერო ლიტერატურის მიმოხილვა მოიცავს სამეცნიერო პუბლიკაციებს მსოფლიოს სხვადასხვა ქვეყანაში Campylobacter spp. და Arcobacter spp. ეპიდემიოლოგიის შესახებ. მსოფლიოს ბევრ ქვეყანაში, მათ შორის ევროკავშირსა და აშშ-ში, კამპილობაქტერიოზი წარმოადგენს დიარეული სინდრომების წამყვან დაავადებას, რაც სარეალიზაციო ქათმის ხორცში Campylobacter spp. ეპიდემიოლოგიას უკავშირდება. ბოლო ათწლეულეში, ასევე, ნაჩვენები იქნა, რომ Arcobacter spp. ხვედრითი წილი საკმაოდ მომატებულია დიარეულ სინდრომებში.

ხსენებული ზოონოზი, Campylobacter spp. მსგავსად, იწვევს დიარეულ სინდრომს. Arcobacter spp. ინფიცირების შემთხვევები მსოფლიოში იმდენად გახშირდა, რომ გარეომ მას ეპიდემიოლოგიური თვალსაზრისით მაღალი რისკის პათოგენის კვალიფიკაცია მიანიჭა.

ბოლო ათწლეულში Campylobacter spp. გამოწვეულმა დიარეული დაავადებების სიხშირემ გაუსწრო Salmonela spp. და E. coli-ს შემთხვევბის სიხშირეს ევროკავშირსა და აშშ-ში. დღეისათვის შეინიშნება ადამიანებში კამპილობაქტერიოზის სამკურნალოდ გამოყენებადი ანტიბიოტიკ ერითრომიცინის მიმართ C. coli-სა და C. jejuni-ს რეზისტენტობის მზარდი ტენდენცია. ორი ათეული წლის წინ კამპილობაქტერიოზის სამკურნალოდ წარმატებით და ინტენსიურად გამოიყენებოდა ციპროფლოქსაცინი, თუმცა ბაქტერიის მიერ გამომუშავებული რეზისტენტობის გამო ეს ანტიბიოტიკი ამჟამად არ არის რეკომენდირებული. ზემოთთქმულიდან გამომდინარე, თანამედროვე მსოფლიოს როგორც განვითარებული, ასევე განვითარებადი ქვეყნების წინაშე მწვავედ დგას სარეალიზაციო ქათმის ხორცში Campylobacter spp. რაოდენობის კომპლქსური ღონისძიებების საშალებით შემცირების საკითხი. წარმოდგენილი ნაშრომის ლიტერატურის მიმოხილვის ნაწილში ყურადღება გამახვილებულია სწორედ ასეთ კომპლექსურ ღონისძიებებზე. ამ უკანასკნელის მაგალითს წარმოადგენს Campylobacter spp. გამოვლენა ფერმის პირობებში გაზრდილ წიწილებში და ყველა ინდივიდის დაინფიცირების თავიდან ასარიდებლად მათი დაყოფა კამპი-დადებით და კამპი-უარყოფით ჯგუფებად. ამ ღონისძიებათაგან უმნიშვნელოვანესია მკაცრი სანიტარული ნორმები, სუფთა წყალი (დაბინძურებული წყალი წარმოადგენს Campylobacter spp. გავრცელების ერთ-ერთ მნიშვნელოვან ფაქტორს) და აქტიური საკვები დანამატები. სადისერტაციო კვლევის ფარგლებში რძემჟავა L. fermentum-მა გამოვალინა Campylobacter-ის მაღალი ეფექტურობით ინჰიბირება, რამაც ამ პრობიოტიკის აქტიურ საკვებ დანამატად გამოყენების პოტენციალი აჩვენა. ასევე, L. fermentum-მა მოახდინა ადამიანის ნაწილავის ეპითელიუმის CaCo-2 უჯრედების პროტექცია Campylobacter spp.-ით ინფიცირებისგან in vitro პირობებშ. ეს მიანიშნებს იმაზე, რომ ინჰიბირება დიდი ალბათობით წარმატებით განმეორდება in vivo პირობებშიც.

ლიტერატურის მიმოხილვაში, ასევე განხილულია მეცნიერთა სხვადასხვა ჯგუფების მიერ Lactobacillus spp. და სხვა პრობიოტიკების გამოყენებით ჩატარებული კვლევები. ჩვენ ექსპერიმენტებში გამოვრიცხეთ pH ფაქტორი სპეციალური კომბინირებული საკვები არის გამოყენებით. შესაბამისად, C. jejuni და C. coli-ის დათრგუნვა მოხდა ბაქტერიოცინის გამომუშავების მექანიზმით, რაც უფრო სპეციფიკური და ეფექტური მექანიზმია მსგავსი პროცესების განსახორციელებლად in vivo. აღნიშნული მიდგომა მნიშვნელოვანია იმდენად, რამდენადაც ლიტერატურული მონაცემების თანახმად, in vitro ექსპერიმენტებში რძემჟავა ბაქტერიების უმრავლესობას აქვს უნარი დათრგუნოს Campylobacter spp. და სხვა გრამ-უარყოფითი პათოგენები, რაც გამომდინარეობს ამ ბაქტერიების მიერ ორგანული მჟავების-რძემჟავისა და ძმარმჟავის-პროდუცირებიდან. საკვებ არეში გამოყოფილი ორგანული მჟავები, აკუმულაციის გამო და დაბალი pH-ის წარმოქმნის შედეგად, თრგუნავენ სხვადასხვა პათოგენებს. ცნობილია, რომ in vivo პირობებში pH რეგულირდება ორგანიზმის ჰომეოსტაზით. ქათმის ნაწილავის pH შეადგენს 5,5-ს, რაც არ წარმოადგენს რაიმე პრობლემას Campylobacter spp.-ისთვის. ჯერჯერობით დადგენილი არ არის, რამდენად ეფექტური იქნება Campylobacter spp.-ზე მხოლოდ pH-დამოკიდებული მექანიზმის მეშვეობით მოქმედი რძემჟავა ბაქტერიების გამოყენება. აღსანიშნავია, რომ გარდა ანტიპათოგენური ზემოქმედებისა, Lactobacillus spp. ასევე ავლენენ სხვა სასარგებლო თვისებებს, როგორიცაა, მაგალითად, ცხოველის იმუნური სისტემის მოდულაცია.

კვლევის მეთოდები - კვლევის ძირითადი ობიექტი: ქართული სარეალიზაციო ქათმის ხორციდან კულტივირებული Campylobacter spp. და Arcobacter spp. სხვადასხვა შტამი. კვლევისათვის აუცილებელი რძემჟავაბაქტერიის 37 სხვადასხვა სახეობის შტამი მოწოდებულ იქნა გ. ელიავას სახელობის ბაქტერიოფაგის, მიკრობიოლოგიისა და ვირუსოლოგიის ინსტიტუტის მიერ. L. plantarum-ის 10 შტამი მოგვაწოდა საქართველოს აგრარული უნივერსიტეტის სერგი დურმიშიძის ბიოქიმიისა და ბიოტექნოლოგიის ინსტიტუტის პროკარიოტებისა და საფუვრების ლაბორატორიამ. ჩვენ მიერ სხვადასხვა წყაროდან (მაგ. მწნილებიდან - L. plantarum-ი, ხაჭოდან L. casei და ა.შ.) გამოყოფილ იქნა რძემჟავაბაქტერიის 5 სხვადსხვა სახეობა, მათ შორის L. fermentum-ი.  ექსპერიმენტებისათვის შევარჩიეთ C. jejuni და C. coli-ს და A. Tbilisiensis-ის შტამები. ქათმის ხორცის ნიმუშებიდან Campylobacter spp.-ისა და Arcobacter spp.-ის კულტივირება განხორციელდა სტანდარტული მეთოდით CCDA აგარის გამოყენებითა და მასში ანტიბიოტიკების დამატებით. ხშირ შემთხვევაში საჭირო იყო ნიმუშების პრე-ინკუბაცია ბოლტონის საკვებ არეში.

რძემჟავაბაქტერიების კულტივირება განხორციელდა MRS აგარის გამოყენებით.

რძემჟავაბაქტერიებისა და Campylobacter spp.-ის კოინკუბაცია შესაძლებელი გახდა ჩვენ მიერ შემუშავებული ინოვაციური მიდგომით, რომელიც გულსიხმობდა კომბინირებულად M17 და MH საკვები არეების გამოყენებას (25%/75%) საკვებ არეში ნეიტრალური pH-ის შესანარჩუნებლად.

Campylobacter-ის და Arcobacter-ის სახეობების დასადგენად გამოყენებულ იქნა MALDI-TOF მასური სპექტრომეტრია.

ანტიბიოტიკოგრამა გაკეთდა შემდეგი ანტიბიოტიკების გამოყენებით (Oxoid): kanamycin (30), penicillin G (10), ciprofloxacine (5), erythromycin (15), gentamicin (30), chloramphenicol (30), ampicillin (10), streptomycin (25).

Campylobacter-ის და Arcobacter-ის სხვადასხვა შტამების გენომების სექვენირება ჩატარებულ იქნა Illumina MiSeq-ის და Oxford Nanopore პლატფორმებით.

ციტოტოქსიკურობის განსაზღვრისათვის გამოყენებულ იქნა Roche/Sigma Aldrich WSTI რეაქტივი, რომელიც ციტოტოქსიკურობის ეფექტს ავლენს უჯრედებში ტეტრაზოლიუმ მარილის გახლეჩვით, რის შედეგადაც წარმოიქმნება მოწითალო-მოყავისფრო შეფერილობის ნივთიერება. ტეტრაზოლიუმის გახლეჩვის უნარი აქვთ მხოლოდ მეტაბოლურად აქტიურ უჯრედებს, შესაბამისად ასეთი აქტიურობა არ ექნებათ დაზიანებულ უჯრედებს. ინკუბაციის შემდგომ, მიკროპლანშეტზე, სადაც მოთავსებულია უკრედები Campylobacter/Arcobacter-თან ერთად და მის გარეშე. დაიტანება WSTI რეაქტივი 10 მკლ-ის ოდენობით. 30 წუთიდან - 2 საათამდე ინკუბაციის შემდგომ რეაქცია იზომება სპექტროფოტომეტრის საშალებით და ხდება ციტოტოკსიკურობის ოდენობის კალკულაცია ნეგატიური კონტროლის და ფონის (background) შთანთქმური ღირებულებების გათვალისწინებით.

ექსპერიმენტული ნაწილი მოიცავდა 4 ეტაპს. კერძოდ:

1. პირველი ეტაპი Campylobacter spp. კულტივაცია ნედლი ქათმის ხორციდან. ამ ეტაპზე მნიშვნელოვანი იყო ნიმუშის პრე-ინკუბაცია, შესაბამისი ფორმისა და შეფერილობის მქონე კოლონიების დეტექცია და შეღებვა Campylobacter spp.-თვის დამახასიათებელი მორფოლოგიის დასადგენად.

2. მეორე ეტაპი - კულტივირებული Campylobacter spp. შტამების კოიკუბაცია რძემჟავაბაქტერიებთან და რძემჟავაბაქტერიების იმ შტამების განსაზღვრა, რომლებიც თრგუნავებ Campylobacter spp. in vitro პირობებში. ამ ეტაპზე, ასევე ვახდენდით რძემჟავაბაქტერიების ახალი შტამების გამოყოფას.

3. მესამე ეტაპი - გამოყოფილი Campylobacter-ის და Arcobacter-ის შტამების სახეობების დადგენა მასური სპექტრომეტრიის საშალებით, მათი ანტიბიოტიკების მიმართ მგრძნობელობის დადგენა.

4. მეოთხე ეტაპი ყველა A. tbilisiensis შტამის (n=19) სექვენირება და მონაცემების დამუშავება. შედეგების სტატისტიკური დამუშავებისათვის გამოყენებულ იქნა პროგრამა JASP (Version 0.16.3)

შედეგები
1. ნაჩვენები იქნა, რომ ქათმის ხორციდან კულტივირებული 93 შტამი შეიცავს Campylobacter-ის ორ და Arcobacter-ის ერთ სახეობას. კერძოდ:

- C. jejuni, 39 შტამი

- C. coli, 35 შტამი

- A. tbilisiensis, 19 შტამი.

2. ანტიბიოტიკების მგრძნობელობის მეთოდით ნაჩვენები იქნა, რომ Campylobacter spp. ყველა შტამი არის პენიცილინისადმი რეზისტენტული, ხოლო ციპროფლოქსაცინისადმი რეზისტეტნულია C. coli-ს 97% და C. jejuni-ს 79%, რაც ორივე შემთხვევაში მაღალი რეზისტეტნობის მაჩვენებელია. ასევე, მაღალი რეზისტენტობა გამოავლინდა ტეტრაციკლინისადმი. ამ ანტიბიოტიკისადმი რეზისტენტულია C. coli-ს 51%, ხოლო C. jejuni-ს 28%.

3. ნაჩვენები იქნა, რომ A. tbilisiensis 22% რეზისტენტულია ტეტრაციკლინის მიმართ, 44% ავლენს რეზისტენტულობას ამპიცილინის მიმართ, ხოლო პენიცილინის მიმართ რეზისტენტულია A. tbilisiensis-ის ყველა შტამი.

4. Campylobacter-ისა და Lactobacilli-ს კო-ინკუბაცია M17/MH საკვებ არეში (C-broth) მიმდინარეობს საკვები არის ნეიტრალური pH-ის შენარჩუნებით.

5. გამოვლინდა, რომ L. fermentum აინჰიბირებს Campylobacter-ის ორივე სახეობას (C. jejuni და C. coli) in vitro 24 საათის განმავლობაში კოინკუბაციის შემდეგ. უარყოფითი კონტროლისა და სხვა ლაქტობაცილებთან კოინკუბაციის ნიმუშებისგან განსხვავებით შეუძლებელი ხდება Campylobacter spp. ამოთესვა სპეციფიურ აგარზე (CCDA).

6. ციტოტოკსიკურობის WSTI მეთოდის გამოყენებით ნაჩვენები იქნა, რომ როგორც Campylobacter-ის, ასევე Arcobacter-ის სხვადასხვა შტამი (115, 99,38, 104, 105 და 106) უარყოფითად მოქმედებს ადამიანის ნაწლავის ეპითელურ უჯრედებზე (CaCo-2) in vitro პირობებში. ციტოტოქსიკურობა მერყეობს 52-83%-მდე.

7. ციტოტოქსიკურობის WSTI მეთოდით, ასევე ნაჩვენებია, რომ L. fermentum-ის თანდასწრებით, ზემოთხსენებული შტამები ვეღარ ახერხებენ CaCo-2 უჯრედების დაზიანებას. მაშასადამე, ციტოტოკსიკურობა ან საერთოდ არ აღინიშნება, ან მისი მაჩვენებელი უმნიშვნელოა.

მიღებული შედეგები ცხადყოფს, რომ Campylobacter-ის ორი სახეობა C. jejuni და C. coli, მაღალი სიხშირით არის გავრცელებული ადგილობრივი წარმოების ქათმის ნედლ ხორცში. კოინკუბაციის და შემდგომი in vivo კვლევების შედეგებზე დაყრდნობით, დიდი ალბათობით შესაძლებელი გახდება ლაქტობაცილებისგან შემდგარი უსაფრთხო კოქტეილის შემუშავება. ხსენებული კოქტეილის საშუალებით კი სავარაუდოდ ბროილერების ნაწლავებში და, შესაბამისად, ტან-ხორცზე Campylobacter spp.-ის ხვედრითი წილი შემცირება.

წარმოდგენილი ნაშრომი მიმოიხილავს კომპლექსური ზომების საშუალებით Campylobacter spp. კონტროლის შესაძლებლობას. აღნიშნულ კომპელქსურ ზომებში შედის როგორც ფერმის პირობების გაუმჯობესება ფრინველებისათვის, ასევე ბიოკონტროლი, პერიოდული Campylobacter spp. ტესტირება და კონტროლი ფრინველებისათვის სუფთა წყლის მიწოდება და ასევე პრობიოტიკული საკვები დანამატი, რომელიც ხელს შუეწყობს Campylobacter spp.-ის რაოდენობის შემცირებას.

ჩვენ მიერ ჩატარებული ექსპერიმენტული კვლევების საფუძველზე შემუშავებულია Campylobacter-ის დათრგუნვის სტრატეგია in vitro. სამომავლო კვლევის მიზანს შეადგენს აღნიშნული სტრატეგიის გამოცდა in vivo სისტემაში.

სადისერტაციო კვლევის ფარგლებში მიღებული შედეგები მნიშვნელოვანი და საინტერესოა არა მხოლოდ სამეცნიერო, არამედ კომერციული თვალსაზრისითაც. კერძოდ, დაგეგმილია L. fermentum-ის მიერ Campylobacter-ის დათრგუნვის შესაძლო ტექნოლოგიად ჩამოყალიბების პილოტური ტესტირება, შემუშავებული ბიოტექნოლოგიისა და სამეცნიერო იდეების პატენტირება და საბოლოო ჯამში დაინტერესებული ორგანიზაციებისთვის კონკრეტული კომერციული რეკომენდაციების გავრცელება.

მიღებული შედეგები მნიშვნელოვანი წვლილის შემტანი იქნება კომპლექსური პრობიოტიკული პრეპარატის შემუშავებისათვის, რაც, თავის მხრივ, პრობიოტიკული ბაქტერიული შტამების მიერ Campylobacter-ის ბაქტერიოცინული მექანიზმით დათრგუნვას დაეფუძნება. აღნიშნული ტიპის ბიოპრეპარატები არა მხოლოდ უსაფრთხოა ფრინველებისათვის, არამედ მათ შეუძლიათ მოახდინონ კომპლექსური გავლენა ფრინველის იმუნურ სისტემაზე, კერძოდ მათ უნარზე მეტად ეფექტურად ებრძოლონ სხვადასხვა ბაქტერიულ პათოგენს.

დისერტაციის ფარგლებში ჩატარებულ კვლევას აქვს სამომავლო განვითარების პერსპექტივა, რაც შესაძლებელია მოიცავდეს პრობიოტიკული შტამის მიერ პროდუცირებული ბაქტერიოცინის გამოყოფასა და ბიოქიმიურ დახასიათებას, Campylobacter-ის შტამების გამოყენებას in vivo ექსპერიმენტებში. ასევე, შემდგომ ეტაპზე სასურველია იმ პირობების დადგენა, რომელშიც ბაქტერიოცინი პროდუცირდება მაქსიმალური რაოდენობით. გამოყოფილი და გასუფთავებული ბაქტერიოცინის, როგორც დამოუკიდებელი პროდუქტის, გამოყენება შესაძლებელია ნედლი ქათმის ტან-ხორცზე. მსგავსი პროდუქტები დაშვებულია მხოლოდ აშშ-ს წამლებისა და საკვების სააგენტოს (The US FDA) მიერ ხორცში სხვადასხვა პათოგენის (მაგ. Listeria, Salmonella spp.) კონტროლისთვის. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ პათოგენების უსაფრთხო კონტროლის მექანიზმების შემუშავება ახალი ტექნოლოგიების განვითარებასაც გულისხმობს. SAFS-ის სადოქტორო კვლევის ფარგლებში გამოქვეყნებულია სამი სტატია.

Green Chemistry Applications on Selected Medicinal and Aromatic Plants in the Artvin Region (2022 – 2024)

გრანტის ფარგლებში საქართველოს აგრარულ უნივერსიტეტს სტუმრობდა ართვინის ჭოროხის უნივერსიტეტის ასოცირებული პროფესორი მუსტაფა გუმუში. ერთკვირიანი ვიზიტის ფარგლებში გაკეთდა რამდენიმე მოხსენება ართვინის უნივერსიტეტში მიმდინარე კვლევების შესახებ. გაზიარებული იქნა ინფორმაცია და გამოიცდილება აზომეთური ნაერთების სინთეზის მეთოდებზე.

ამავე გრანტის ფარგლებში დოქტორანტი ნოდარ დუმბაძე 3 თვით იმყოფებოდა ართვნის უნივერსიტეტში, ჩართული იყო უნივერსიტეტში მიმდნიდარე კვლევაში და აიმაღლა კვალიფიკაცია ორგანული ნაერთების სინთეზის “მწვანე ქიმიურ” და მიკროტალღურ მეთოდებში. 

2022 წლის 28 ნოემბრიდან 2 დეკემბრის ჩათვლით ელიზბარ ელიზბარაშვილმა ართვნის ჭოროხის უნივერსიტეტის სამეცნიერო-აკადემიური პერსონალისათვის ჩაატარა ლექციები შემდეგ თემებზე:

• 11.2022- General presentation of Agricultural University of Georgia; its research facilities.
• 11.2022 - Teaching on “Synthesis of Cr3+ and Cu2+ containing complexes of macrocyclic azomethines and investigation of their antimicrobial activity” 
• 11.2022 - Teaching on “Quantum-chemical aspects of oxidative coupling of phenols”
• 12.2022 - Teaching on “Preparation of 2-(1-adamantyl)-1H-benzimidazole and novel derivatives thereof” 
• 12.2022 - Teaching on “Environmentally friendly naphtoindole containing azo dyes”

სახელმწიფო ენის დაცვისა და განვითარების ხელშემწყობი სამეცნიერო კვლევითი პროექტი (2022 – 2023)

სახელმწიფო ენის სრულყოფილი ფუნქციონირებისათვის მნიშვნელოვანია საგანმანათლებლო და სამეცნიერო სფეროებში სპეციალური, დარგობრივი ტერმინოლოგიის განვითარება. 21-ე საუკუნის გამოწვევაა ენათა ტექნოლოგიზება - ელექტრონული ტერმინოლოგიური სისტემის ჩამოყალიბება და ტერმინთბანკის შექმნა. სახელმწიფო ენის სტრატეგიის მიხედვით, ერთ-ერთი მთავარი მიზანია ტერმინოლოგიის სტანდარტიზაცია: ტერმინოლოგიური სიჭრელის აღმოფხვრა, ქართული ტერმინების ISO-ს ტერმინოლოგიური მუშაობის მეთოდების მიხედვით გამართვა (ქართული სტანდარტების თავსებადობა ევროპულ სტრუქტურებთან).

ქიმიის ტერმინოლოგიური აკადემიური ლექსიკონი 1977 წელს გამოიცა რუსული ტერმინოლოგიური ლექსიკონის საფუძველზე. სამწუხაროდ, მასში შესული ტერმინების გარკვეული ნაწილი არათავსებადია ევროპულ სტანდარტებთან. ბოლო წლებში ტექნოლოგიების განვითარების ტემპი ბევრად უსწრებს სიტყვების შეკრების, ტერმინის მისადაგების და შემდეგ ნაბეჭდი სახით გამოცემის სისწრაფეს. ამიტომ დღეისათვის ონლაინლექსიკონების საჭიროება უდავოდ დიდია. მართალია, ინტერნეტში ხელმისაწვდომია ინგლისურ-ქართულ-რუსული ტექნიკური ლექსიკონი https://techdict.ge/ka/ სადაც იძებნება ცალკეული ტერმინები ქიმიის სფეროდან, მაგრამ თანამედროვე მოთხოვნას ვერ აკმაყოფილებს. წარმოდგენილი პროექტის მიზანია დღეს არსებული ხარვეზის ამოვსება და თანამედროვე ტერმინოლოგიური განმარტებითი ონლაინლექსიკონის შექმნა ქიმიაში. კერძოდ, IUPAC-ის მიერ შემუშავებული ტერმინოლოგიის ბაზაზე შეიქმნება ქართულ-ინგლისური და ინგლისურ-ქართული ქიმიის განმარტებითი ონლაინლექსიკონი, რომელიც განთავსდება ვებმისამართზე: www.chemistry.ge/dictionary და რომელზეც თავისუფალი წვდომა ექნება ნებისმიერ დაინტერესებულ პირს.

Erasmus+ Staff Mobility For Teaching (2022)

კოლაბორანტი ორგანიზაცია: Artvin Coruh  University (Turkye);  VYSOKA SKOLA CHEMICKOTECHNOLOGICKA V PRAZE  (Czech Republic); DUNAREA DE JOS DIN GALATI (Romania); UNIVERSITA DEGLI STUDI DI TORINO (Italy); State Scientific Institution "Institute for Single Crystals" of NAS of Ukraine (Ukraine);

შექმნილია კონსორციუმი, რომელიც საკუთარი გამოცდილების გაზიარების საშუალებით ეხმარება თურქულსამეცნიერო ჯგუფს ართვნის რეგიონის სამედიცინო პოტენციალის მცენარეებიდან აქტიური ნივთიერებებისგამყოფისა და თვისებების შესწავლაში. ჩვენი უნივერსიტეტის ჩართულობა განისაზღვრება გამოყოფილინივთიერებების ბიოლოგიური აქტიურობების შესწავლაში.

პროექტის ფარგლებში გათვალისწინებულია პერიოდული სამუშაო შეხვედრები როგორც პირისპირ, ისეონლაინ. უკვე ჩატარდა რამდენიმე ონლაინ შეხვედრა და ერთი ვიზიტი ტურინის უნივერსიტეტში.  ჩვენიუნივერსიტეტიდან მონაწილეობა მიიღო ელიზბარ ელიზბარაშვილმა და ნინა კულიკოვამ.

შემდეგი ვიზიტი დაგეგმილია გელათის უნივერსიტეტში (რუმინეთი) 13-15 სექტემბერს, 2023. მონაწილებასმიიღებს ნინა კულიკოვა.

2024 წელს დაგეგმილია ორი სამუშაო ვიზიტის ჩეხეთში და თურქეთში. პროექტის ბოლოს იგეგმება საერთოპუბლიკაციის გამოშვება და შემაჯამებელი კონფერენციის ჩატარება ართვინის უნივერსიტეტში. 

შემაჯამებელ კონფერენციაზე დაგეგმილია ორი მაგისტრატურის/დოქტორანტურის სტუდენტისმონაწილეობაც.

დაამზადე და შეამოწმე შამპუნი (2022)

საგრანტო პროექტში ჩართულმა მოსწავლეებმა დაამზადეს შამპუნი საკუთარი ხელით და შეადარეს კომერციულ პროდუქტს. დასახული მიზნის მისაღწევად მოსწავლეებმა  მოიძიეს ინფორმაცია გამრეცხი საშუალებების, მათ შორის შამპუნების, ქიმიისა და ტექნოლოგიის პირობების შესახებ, შეარჩიეს ადვილად ხელმისაწვდომი, იაფი, ეკოლოგიურად უსაფრთხო ნედლეული, დაამზადებეს შამპუნი და ჩაატარეს რაოდენობრივ-თვისობრივი ანალიზები, მოახდენეს მათ მიერ მიღებული შამპუნის შედარება შეძენილ პროდუქტებთან. პროექტის ფარგლებში სკოლაში არსებული ნორჩ-ქიმიკოსთა კლუბი აღიჭურვა სათანადო ქიმიური ჭურჭლითა და მოწყობილობები. პროექტის ფარგლებში მიღებული შუალედური და საბოლო შედეგები გამოქვეყნდებულია კლუბის ვებგვერდზე პოსტერი და გაკეთდა მოხსენება ქიმიის რესპუბლიკურ კონფერენციაზე „ოქროს რიცხვი-2023“.

საგანმანათლებლო პორტალი ზურგჩანთა (2022)

ქიმიის  მეცნიერების პოპულარიზაციისათვის  წარმოდგენილი პროექტის ფარგლებში განხორციელდა  ონლაინ სკოლა „ზურგჩანთას“ სასწავლო რესურსებით სრულყოფა, კერძოდ  მომზადდა ეროვნულ სასწავლო გეგმაზე მორგებული უსაფრთხოების წესების სრული დაცვით ჩატარებული ლაბორატორიული მეცადინეობების ვიდეოკლიპების  კრებული.

საგანმანათლებლო პორტალი ზურგჩანთა (2021)

შექმნილია ონლაინ სკოლის „ზურგჩანთა“  ვებპორტალი https://chemistry.ge/school/index.php, რომელზეც განთავსებულია:

• გაღრმავებული ელექტრონული სახელმძღვანელოები
• ტესტები თვითკონტროლისა და გამოცდისათვის
• ოლიმპიადის ვებგვერდი საოლიმპიადო ამოცანებითა და შედეგებით
• დამატებითი სასწავლო/დამხმარე მასალები (ელემენტთა პერიოდულობის ცხრილი, ელემენტთა ელექტროუარყოფითობის მწრივი, ინდიკატორების კატალოგი და ა.შ).
• დაფუძნდა და ჩატარდა პირველი რესპუბლიკური ოლიმპიადა ქიმიაში „ზურგჩანთა“

კამპილობაქტერი და არკობაქტერი ადგილობრივი წარმოების ქათმის ნედლ ხორცში: გამოყოფა, იდენტიფიკაცია, დახასიათება და კონტროლის სტრატეგიები (2018 - 2022)

კვლევა მიმდინარეობდა SAFS (Sustainable Agriculture and Food Systems) დოქტორანტურის ფარგლებში. კვლევის შედეგად პირველად საქართველოში მოხდა კამპილობაქტერისა და არკობაქტერის 92 შტამის იზოლაცია ნედლი ქათმის ხორციდან და მათი ფენოტიპური და გენოტიპური დახასიათება.

ეკოლოგიურად უსაფრთხო საშუალებების გამოყენება აზიური ფაროსანას Halyomorpha halys წინააღმდეგ საქართველოში (2018 – 2020)

კვლევის მიზანი იყო აზიური ფაროსანას - Halyomorpha halys წინააღმდეგ ბრძოლის ეკოლოგიურად უსაფრთხოინოვაციური ბიოტექნიკური (აგრეგატული ფერომონები) და ბიოლოგიური (მიკოპესტიციდები) მეთოდებისდა გამოყენების რეკომენდაციების შემუშავება.

ნორჩ-ქიმიკოსთა კლუბების გლობალური ქსელის შექმნა (2018 – 2019)

პროექტის მიზანი იყო ქიმიის მასწავლებელთა პროფესიული უნარების განვითარება საჭიროებებზე მორგებული სამუშაო შეხვედრების ჩატარებით ექსპერიმენტის (ლაბორატორიული) ტექნიკაში, ცოდნის ტრანსფერსა და ციფრული (ინფორმაციული და საკომუნიკაციო) ტექნოლოგიების გამოყენებაში; ნორჩ-ქიმიკოსთა კლუბების ქსელის შექმნა დარგის პოპულარიზაციისა და ქიმიის მასწავლებელთა შორის თანამშრომლობის კულტურის გაძლიერების მიზნით.

ქიმიკოსთა დასაქმების ბაზრის კვლევა (2018 – 2019)

პროექტის ფარგლებში შეიქმნა ქიმიკოსთა პოტენციური დამსაქმებლების ბაზა, ინფორმაცია განთავსდა ელექტრონულ ბაზაში პორტალზე www.chemistry.ge, გამოიცა შესაბამისი კატალოგი.

სალენის ტიპის ნაერთების სინთეზი და ბიოლოგიური აქტიურობის კვლევა (2018)

პროექტი განხორციელდება აკადემიკოს ილია ვეკუას სახელობის 42-ე ფიზიკა-მათემატიკური სკოლის ჩართულობით. კვლევის ფარგლებში სინთეზირებული იქნა რამდენიმე შიფის ფუძე და შესწავლილი იქნა მათი ოპტიკური თვისებები.

მასწავლებელთა საგნობრივი გაერთიანებების ჩართულობა მასწავლებლის პროფესიული სტანდარტისათვის რეკომენდაციების შემუშავებაში (2017)

კვლების მიზანს წარმოადგენდა ქიმიის მასწავლებლების და სფეროს ექსპერტების თანამონაწილეობით, სამაგიდე კვლევის მასალებზე დაყრდნობით, ეროვნული სასწავლო გეგმისა და ქიმიის მასწავლებლის საგნობრივი სტანდარტის შედარებითი ანალიზი და პრაქტიკული რეკომენდაციების შემუშავება.

დამბალხაჭოს მიკრობიომის შესწავლა და მისი წარმოება (2016 – 2018)

დამბალხაჭო მაღალი საკვები ღირებულების მქონე, ეკოლოგიურად სუფთა პროდუქტია, რომელმაც თავის ენდემურეობის გამო რამოდენიმე ათასი წელია ჯერ კიდევ ვერ „მოიკიდა ფეხი“ ბარში და მას დღესაც მცირე რაოდენობით ამზადებენ საქართველოს მთიან ზონაში - ფშავში, ამიტომაც მისი მიღებისა და სრულყოფის- მომწიფების ოპტიმალური ტექნოლოგიის შემუშავება ერთ-ერთი პრიორიტეტული საკითხია მისი მასიური წარმოების და პოპულარიზაციის საქმეში.

UNDP Fostering Regional and Local Development in Georgia. Small Grant Scheme (SGS). მასწავლებელთა პროფესიული გადამზადების ცენტრის შექმნა გურიის რეგიონში (2016)

პროქტის ფარგლებში ანასეულში შეიქმნა მასწავლებელთა პროფესიული გადამზადების ცენტრი და ექსპერიმენტულ უნარებში გადამზადდა გურიის რეგიონის ქიმიის, ბიოლოგიისა და ფიზიკის მასწავლებლების 30%.

კლიკ-ქიმიის გამოყენება მაკრომოლეკულურ და მაკროციკლურ სინთეზებში (2015)

პროექტის ფარგლებში შემუშავდა მაღალმოლეკულური ნაერთები სინთეზის ორიგინალური სტრატეგია საფეხურებრივი კლილ-პოლიმერიზაციის მეთოდით. მიღებულია რიგი ახალი, 1,2,3-ტრიაზოლური ციკლის შემცველი პოლიმერებისა, რომლებიც მათი არაციკლშემცველი ანალოგებისგან გამოირჩევიან ლღობის გაზრდილი ტემპერატურებით (60-100 ^oC-ით) და მაღალი მექანიკური სიმტკიცით. მიღებული 1,2,3-ტრიაზოლური ციკლის შემცველი პოლიმერები საინტერესოა შესაბამისი ანტიმიკრობული კატიონური პოლიმერების მისაღებად პოლიმერანალოგიური გარდაქმნების (კვატერნიზაციის) მეშვეობით.

ახალი მაკროციკლური აზომეთინური ნაერთები ოპტიკური ასახვისათვის (2013)

პროექტის ფარგლებში სინთეზირებულია ახალი ტიპის ფლუორესცენტული მარკერები. მიღებული  მაკროციკლური  პოლიაზომეთინური საღებრები წარმოადგენენ თვისობრივად ახალ ნაერთებს და ხასიათდებიან:

• მიღების შედარებით  მარტივი  მეთოდებით  (და  შესაბამისად სიიაფით);
• მიღების მოქნილი ტექნოლოგიით, რაც საშუალებას იძლევა მარტივი ტრანსფორ- მაციების საშუალებით განხორციელდეს მათი თვისებების შემდგომი მი- ზანმიმართული მოდიფიცირება (ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციების განხორციელება, მდგრადი კომპლექნაერთების წარმოქმნის შესაძლებლობა);
• კარგი ფიზიკურ-ქიმიური და ტექნიკური თვისებებით (მდგრადობა ქიმიური, ბიოლოგიური და ფიზიკური ზემოქმედების მიმართ);
• ბიომარკერებისათვის დამახასიათებელი ოპტიკური თვისებებით (შთანთქმის მაქსიმუმები მდებარეობენ ახლო უი უბანში, ხოლო გამოსხივების სპექტრი ხილულ უბანში - იასამნისფერი ლუმინესცენცია, მცირე ენერგიის სხივებით აღგზნება).

პირველი ნაბიჯი ქიმიისაკენ (2013)

პროექტის მიზანი იყო მონაწილე საჯარო სკოლის მოსწავლეებისათვის ექსპერიმენტული და კვლევითი უნარ-ჩვევების გამომუშავება, მათი ახალი ფლუორესცენტული საღებრების სინთეზისა და მათი ფიზიკურ-ქიმიური და ოპტიკური თვისებების შესწავლაში ჩართვით.

კვლევის შედეგებზე გაფორმდა პრეზენტაცია და მოსწავლეები წარდგებიან საერთაშორისო ოლიმპიადაზე.