Генетически модифицированные куры могут остановить птичий грипп

На этой иллюстрации видны пробирки с надписью «Птичий грипп» и яйца, 14 января 2023 года. | Фото предоставлено: Рейтер

Последние достижения в технологии редактирования генов потенциально могут быть использованы для создания устойчивых к болезням животных. Это могло бы ограничить распространение птичьего гриппа, широко известного как птичий грипп.

В недавнем редактирование генов В ходе исследования я и мои коллеги продемонстрировали потенциал редактирования генов для защиты кур от угрозы птичьего гриппа. Это заболевание вызвано постоянно развивающимся вирусом, который распространяется вокруг многочисленных биобезопасность такие меры, как хорошая гигиена, ограничение передвижения птиц, надзор посредством соответствующего тестирования и выборочное уничтожение инфицированных птиц.

Прорыв в редактировании генов остановит огромные экономические потери, которые в настоящее время несут в результате вспышек птичьего гриппа. Это также было бы важным шагом в борьбе с заболеванием, которое может вызвать серьезные заболевания и смерть у людей.

Почему важно бороться с птичьим гриппом

Вспышки птичьего гриппа по всему миру обошлись миллиарды долларов в потерях. Министерство сельского хозяйства США сообщило, что до 50 миллионов птиц умер от птичьего гриппа в 2022 году. Недавно Южноафриканская ассоциация птицеводов заявила, что более 7 миллионов цыплята были уничтожены после выявления вспышек заболевания в первой половине 2023 года.

Помимо экономических последствий, вспышки птичьего гриппа также представляют собой риск для здоровье человека.

До пандемии COVID-19 птичий грипп считался возможным триггером разрушительной пандемии для человека. Это повлекло за собой международное наблюдение под руководством Всемирная организация здоровья животных, Всемирная организация здравоохранения и Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций.

Опасения вполне обоснованы, поскольку три пандемии гриппа XX века, в том числе Пандемия гриппа 1918 года унесшие десятки миллионов жизней – произошли от птиц.

Прививки могут сделать очень многое

Вакцинация является основным методом предотвращения вспышек птичьего гриппа среди кур.

Однако эффективность вакцин ограничена, поскольку вирус птичьего гриппа быстро развивается. Это делает существующие вакцины менее эффективными с течением времени. Кроме того, существует несколько штаммов вируса птичьего гриппа, но вакцина эффективна только против определенного штамма.

Необходимо сопоставить вакцина преобладающий штамм вызывает вспышку. Использование вакцин может также повлечь за собой значительные затраты и практические препятствия при их распространении.

Редактирование генов для улучшения благополучия животных

В отличие от вакцинации, редактирование генов нацелено на белок или белки кур, которые жизненно важны для всех штаммов птичьего гриппа, эффективно останавливая распространение вируса.

Редактирование генов – это процесс точного изменения определенного гена животного с целью введения черты такие как устойчивость к определенному заболеванию, повышенная продуктивность и характеристики, улучшающие благополучие животных.

Полезные генетические изменения, внесенные в животное с помощью редактирования генов, могут уже естественным образом произойти у другого животного.

Например, редактирование генов использовалось, чтобы сделать молочный скот безрогим, путем введения в него генетическое изменение Встречается у естественно безрогого крупного рогатого скота. Это важно, поскольку у многих молочных коров есть рога, что приводит к болезненной практике обезроживание телят, чтобы снизить риск травмирования животного и фермера.

Важно не путать редактирование генов с генетической модификацией, которая влечет за собой перенос гена от одного вида к другому. Это различие необходимо для целей регулирования, особенно в связи с тем, что старая технология генетической модификации столкнулась с проблемой строгие правила во многих странах, что препятствует его развитию.

Для создания цыплят с отредактированными генами в нашем исследовании мы использовали мощные молекулярные ножницы, известные как CRISPR/Cas9 сделать редактирование одного гена. Мы нацелились на АНП32А белок у кур.

По сравнению с обычными цыплятами, вылупившимися одновременно, эти цыплята с отредактированными генами достигли зрелости без каких-либо заметных неблагоприятных последствий для их здоровья и благополучия.

Чтобы проверить их устойчивость, мы подвергли цыплят с отредактированными генами воздействию низкой дозы вируса птичьего гриппа. Примечательно, что 9 из 10 этих птиц проявили полную устойчивость, и передача вируса другим курам не произошла.

Сделав более амбициозный шаг, мы привили цыплятам с отредактированными генами высокую, неестественную дозу вируса – в 1000 раз превышающую низкую дозу. На этот раз 5 из 10 привитых цыплят с отредактированным геном заразились.

Мы также обнаружили, что вирус птичьего гриппа способен адаптироваться к использованию отредактированного белка ANP32A, а также двух родственных белков – АНП32Б и АНП32Е. Но с помощью экспериментов на клетках мы продемонстрировали, что одновременное редактирование всех трех белков может полностью подавить вирус.

Что дальше?

Продолжающиеся исследования направлены на определение конкретной комбинации изменений генов, необходимых для создания следующего поколения кур с отредактированными генами, обеспечивающих полную и постоянную защиту от птичьего гриппа.

Редактирование генов следует рассматривать как важный инструмент для предотвращения и борьбы со смертельными болезнями животных.

Поддерживающие государственные постановления будет необходимо способствовать развитию редактирования генов, направленного на улучшение здоровья и благополучия животных.

Потенциал устойчивых к болезням животных для защиты глобальной продовольственной безопасности и общественного здравоохранения является веской причиной следовать этому инновационному пути в биотехнологии.