Ученые работают над новым средством защиты от вирусов
Курица, может быть, и не птица, но по части организации защиты своего организма от вирусов ее система иммунитета намного превосходит человеческую. Судите сами: у человека за синтез альфа-интерферона, главного элемента борьбы с различного рода инфекциями, стрессами и иммунодефицитами, отвечают 14 генов, а у курицы — 21.
Несмотря на это, выращиваемые на птицефабриках цыплята-бройлеры и куры-несушки все же страдают от инфекционных заболеваний, стрессов и нарушений иммунитета. Их надо чем-то лечить, проводить профилактику заболеваний, а для того, чтобы вместе с целебным эффектом обеспечить чистоту мяса и яиц, лучше использовать не традиционные ветеринарные препараты (результат химического синтеза), а природные средства борьбы с инфекциями, вырабатываемые самим организмом.
В силу каких-либо причин они могут производиться в организме птицы в недостаточных количествах, и ей нужно лишь немного помочь, восполнив возникший недостаток.
Такие препараты, например тот же интерферон, не токсичны, не вызывают привыкания и не обладают побочными действиями. Ведь интерферон — это собственный белок организма, и он в принципе не может нанести ему вреда, если его концентрацию в случае угрозы инфекции искусственно повысить в разумных пределах.
Известно, что у каждого вида животных и у человека интерфероны различаются. Для кур нужен, естественно, куриный интерферон. Но как его получить в нужной форме и в промышленных объемах?
Ответ на этот вопрос нашли ученые биологического факультета Белорусского государственного университета, Института биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси и Республиканского научно-практического центра по земледелию НАН Беларуси. Выполняя одно из заданий государственной программы «Инновационные биотехнологии», они получили растения рапса, в геном которого удалось встроить ген, обусловливающий синтез куриного интерферона, идентичного природному.
Это первый и очень значительный успех белорусских ученых на пути создания препаратов нового поколения, получаемых методом «молекулярного производства». При таком способе сложные и энергоемкие биотехнологические процессы, организуемые на биофабриках, заменяются простым сельскохозяйственным производством, когда на полях выращиваются генетически модифицированные растения, накапливающие в клетках и тканях целевой продукт, в данном случае — интерферон.
Но, тем не менее, праздновать победу исследователи не спешат, так как на пути к практическому результату пройдена только половина дистанции. Ведь созданные трансгенные растения — 288 независимых линий — еще предстоит превратить в стабильный сорт, который будет производить нужный белок в достаточном количестве. Работа эта очень трудоемкая и займет не один год.
— В принципе, очищенный рекомбинантный куриный интерферон мы получили уже давно, используя в качестве продуцента трансгенные бактерии, — поясняет научный руководитель задания, заведующий кафедрой микробиологии БГУ, доктор биологических наук, профессор Владимир Прокулевич. — Точно так же нами были разработаны препараты на основе интерферона свиней, овец, лошадей, собак и других животных. Причем один из принципов создания таких лекарственных препаратов защищен евразийским патентом. Но надо сказать, что традиционное биотехнологическое производство с использованием генетически модифицированных бактерий достаточно затратное: необходимы капитальные вложения в строительство предприятия, сложное оборудование, дорогие питательные среды для выращивания продуцентов. Кроме того, подобная биотехнология требует большого расхода электроэнергии и воды, в технологическом цикле задействовано много квалифицированного персонала. Правда, все эти затраты окупаются, если речь идет о профилактике и лечении заболеваний крупных животных. С ними проще: берется шприц, делается инъекция — и лечебная процедура, при которой не теряется ни малейшей доли препарата, закончена. Намного сложнее провести эту процедуру на птицефабриках, где цыплят насчитывается от 3 до нескольких десятков миллионов. Шприц в таком случае не применим. Нужно или распылять препарат, чтобы птицы его вдыхали с воздухом, или добавлять его в корм или воду. Первый способ малоэффективен, потому что 80—90 % дорогостоящего аэрозоля рассеется в воздухе и попросту будет потеряно. А второй способ исключен из-за того, что целебный белок быстро распадается уже в пищеводе и желудке птицы. Поэтому у нас и появилась идея создать такое трансгенное зерновое растение, которое нарабатывало бы куриный интерферон.
В качестве модели ученые выбрали рапс. Конечная стоимость такого белка будет гораздо меньше, чем произведенного генетически модифицированными бактериями. Его не надо выделять из клеток растения, а потребуется просто высушить зеленую массу, размолоть на обычной мельнице и добавить в корм. Важно, что при таком способе «введения» легко разрушающийся интерферон будет защищен стенками растительных клеток рапса во время прохождения через пищевод и желудок птицы. Высвобождаться из спасительного «плена» он будет только в ее кишечнике, что и требуется для успешного поглощения его организмом.
Кроме того, поскольку эффективность интерферона очень высокая (из 1 миллиграмма этого белка можно сделать 100 тысяч доз препарата, которые вылечат 100 тысяч цыплят), то 1 — 2 гектара трансгенного рапса, содержащего доли процента интерферона, полностью удовлетворят потребности птицеводческих предприятий Беларуси.
Ученые планируют продолжить исследования и довести работу до практической реализации. Но одновременно будут развивать и более эффективные методы создания трансгенных культур, которые позволят в разы увеличить продуктивность экспериментальных растений, содержащих в своем геноме нужные человеку гены. Причем в своих будущих исследованиях партнеры намерены ориентироваться не только на потребности птицеводства, но и на другие направления ветеринарии, а также медицины. Для системы здравоохранения они могут разрабатывать методы получения антибактериальных белков, вакцин, технологии производства человеческого интерферона, который может входить, например, в состав специальных продуктов питания, предназначенных для повышения иммунитета.
— Поскольку задача ставится шире, — говорит Владимир Прокулевич, — то мы считаем, что для ее решения необходимо создать межотраслевую лабораторию по генной инженерии, которая объединила бы интеллектуальные и финансовые возможности вузовской и академической науки. Со временем лаборатория могла бы превратиться в мощный биотехнологический центр. Объединение усилий просто необходимо, так как эти исследования потребуют участия ученых и специалистов из разных областей знаний — от молекулярной биологии до агротехники возделывания растений, но и предполагают приобретение дорогостоящего современного лабораторного оборудования, которого у нас просто нет, обеспечение реактивами, которые часто, к сожалению, нам пока недоступны.
