Последние достижения в области технологии редактирования генов потенциально могут быть использованы для создания животных, устойчивых к заболеваниям. Это позволит ограничить распространение птичьего гриппа.
В недавнем исследовании по редактированию генов, опубликованном в журнале Nature Communications, ученые продемонстрировали возможности редактирования генов для защиты кур от угрозы птичьего гриппа. Это заболевание вызывается постоянно эволюционирующим вирусом, который обходит многочисленные меры биобезопасности, такие как соблюдение правил гигиены, ограничение перемещения птиц, наблюдение с помощью соответствующих тестов и выбраковка инфицированных птиц. Прорыв в области редактирования генов позволил бы остановить огромный экономический ущерб, который в настоящее время наносится вспышками птичьего гриппа.
Вспышки птичьего гриппа во всем мире приносят миллиардные убытки. По данным Министерства сельского хозяйства США, в 2022 году от птичьего гриппа погибло до 50 млн. птиц. Недавно Южноафриканская ассоциация птицеводства заявила, что после обнаружения вспышек в первой половине 2023 года было уничтожено более 7 млн. кур. Помимо экономических последствий, вспышки птичьего гриппа представляют опасность и для здоровья людей. До пандемии COVID-19 птичий грипп рассматривался как возможный триггер разрушительной пандемии в человеческой популяции. Это послужило поводом для проведения международного мониторинга под руководством Всемирной организации охраны здоровья животных, Всемирной организации здравоохранения и Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН.
Вакцинация является основным методом предотвращения вспышек птичьего гриппа среди кур. Однако эффективность вакцин ограничена, поскольку вирус быстро эволюционирует. Это приводит к тому, что существующие вакцины со временем становятся менее эффективными. Кроме того, существует множество штаммов вируса птичьего гриппа, но вакцина эффективна только против определенного штамма. Поэтому необходимо подбирать вакцину к преобладающему штамму, вызывающему вспышку заболевания. Использование вакцин также может быть связано со значительными затратами и практическими трудностями распространения.
В отличие от вакцинации, редактирование генов направлено на белок или белки в организме кур, которые являются жизненно важными для всех штаммов птичьего гриппа, что позволяет эффективно остановить вирус в самом начале его развития. Редактирование генов - это процесс точного изменения определенного гена в организме животного с целью придания ему таких признаков, как устойчивость к определенным заболеваниям, повышение продуктивности и улучшение благосостояния животных. Например, с помощью генного редактирования удалось сделать молочный скот безрогим, внедрив в него генетические изменения, встречающиеся у безрогих животных. Это важно, так как многие виды молочного скота имеют рога, что приводит к болезненной практике обезроживания телят для снижения риска травмирования животных и фермеров.
Важно не путать редактирование генов с генетической модификацией, которая подразумевает перенос гена от одного вида к другому. Это различие важно целей регулирования, тем более что более старая технология генетической модификации во многих странах сталкивается с жестким регулированием, что сдерживает ее развитие. Для получения цыплят с отредактированными генами в данном исследовании авторы использовали мощные молекулярные ножницы CRISPR/Cas9. Целью редактирования стал ген. кодирующий белок ANP32A.
Цыплята, подвергшиеся редактированию генов, достигли зрелости без каких-либо заметных негативных последствий для здоровья и самочувствия. Для проверки их устойчивости исследователи подвергли цыплят с измененным геномом воздействию малой дозы вируса птичьего гриппа. Примечательно, что 9 из 10 птиц проявили полную устойчивость, и заражения других кур не произошло. Предприняв более амбициозный шаг, авторы ввели генно-модифицированным цыплятам неестественно высокую дозу вируса, в 1000 раз превышающую низкую дозу. На этот раз заразились 5 из 10 привитых генно-модифицированных кур. Ученые также обнаружили, что вирус птичьего гриппа способен адаптироваться к использованию отредактированного белка ANP32A, а также двух родственных белков - ANP32B и ANP32E. Однако в экспериментах на клеточных культурах было продемонстрировано, что одновременное редактирование всех трех белков может полностью подавить вирус.
Продолжающиеся исследования направлены на определение конкретной комбинации редактирования генов, необходимой для создания следующего поколения генно-модифицированных кур, обеспечивающих полную и постоянную защиту от птичьего гриппа. Редактирование генов должно рассматриваться как важнейший инструмент профилактики и борьбы со смертельными заболеваниями животных. Для развития генного редактирования, направленного на улучшение здоровья и благополучия животных, необходимо поддерживать государственное регулирование. Возможность создания устойчивых к болезням животных для защиты глобальной продовольственной безопасности и здоровья населения является убедительной причиной для развития этого инновационного направления биотехнологии.
