Биотехнология в животноводстве (2)

Начало брошюры см. здесь.

Дополнительные приложения сельскохозяйственного животноводства

Биотехнологическая промышленность предлагает ряд решений проблемы безвредности пищевых продуктов, таких как передающиеся человеку заболевания животных и пищевые патогены. С помощью таких биотехнологических методик, как нокаутирование генов и клонирование, ученые создают экспериментальные породы животных, устойчивые к вызываемой прионами губчатой энцефалопатии. А вакцина для сельскохозяйственных животных, производимая с помощью растений, способна существенно снизить загрязнение пастбищ бактериями Escherichia coli 0157:H7, что способствует повышению безопасности продуктов питания.

Кроме того:
– генетическое картирование и ДНК-маркеры используются для идентификации генов, обеспечивающих устойчивость кур к болезни Марека – вирусиндуцированному онкологическому заболеванию;
– исследователи обнаружили у овец ген, обеспечивающий повышение эффективности переработки пищи в мышечную массу на 30%;
– ведется работа над созданием генетически модифицированных растений, которые синтезировали бы вакцины против ящура, гастроэнтерита свиней и геморрагической болезни кроликов;
– на стадии разработки находятся рекомбинантные белковые вакцины для профилактики кокцидиоза, существенно замедляющего рост цыплят;
– метод клонирования ДНК используется в экспериментах по лечению криптоспоридиоза – паразитического заболевания телят, иногда поражающего и людей с нарушениями иммунитета, в том числе больных СПИДом;
– использование для лечения заболеваний суставов лошадей и других животных препаратов, содержащих гиалуронат натрия, снижает степень ферментативного разрушения хрящей;
– многие современные корма обогащены белками, что повышает их питательную ценность и способствует профилактике заболеваний;
– инъекционные препараты используются для защиты скота от многочисленных внутренних и наружный паразитов, в том числе нематод и трематод.

Домашние животные

В США более 60% семей содержат домашних животных, что составляет около 137 миллионов собак и кошек. Привязанность людей к своим питомцам можно оценить по потраченным на них за один только 2002 год 29,5 миллиардам долларов. Самую большую статью этих расходов – около 7 миллиардов долларов за 2000 год – составляют затраты на ветеринарное обслуживание и приобретение продуктов медицинского назначения.

Биотехнология играет не последнюю роль в разработке профилактических и лекарственных ветеринарных средств. Биотехнологические вакцины используются в настоящее время для профилактики таких заболеваний как бешенство, чумка, лейкемия кошек и гепатит. Кроме того, биотехнологические препараты применяются для лечения артрита, паразитарных болезней, аллергии, зубных болезней, заболеваний сердца и почек и других проблем.

К последним достижениям биотехнологии в области ветеринарии относятся:

– разработка вакцины против вируса иммунодефицита кошек (FIV – feline immunodeficiency virus), которым инфицировано порядка 25% домашних питомцев. Кроме спасения кошачьих жизней, создание этого средства способствовало прогрессу в работе над вакциной против ВИЧ;
– генная терапия позволяет восстановить зрение собак, больных болезнью Лебера (наследственной атрофией зрительных нервов) – неизлечимым заболеванием, приводящим к практически полной слепоте. В настоящее время тестирование проходит генная терапия меланомы, собачьей лимфомы и рака костей. Злокачественная собачья лимфома составляет около 20% от всех собачьих опухолей и убивает большинство животных в течение месяца после установления диагноза. Генная терапия обеспечивает продолжение жизни животных по меньшей мере на год;
– с целью предотвращения заражения домашних животных вакцина против бешенства широко используется для прививания диких енотов. Согласно данным статистики, в США ежегодно около 40000 человек вынуждены пройти курс лечения бешенства, стоимость которого в среднем составляет 1650 долларов США;
– проекты, цель которых заключается в картировании генома блох, со временем приведут к избавлению собак и котов от этих паразитов;
– метод моноклональных антител используется в разработке лечения собачьей лимфомы;
– другие типы антител используются в работе над созданием диагностических тестов для выявления кошачьего инфекционного перитонита и кошачьего вируса иммунодефицита.

Ниже перечислены недавние достижения биотехнологии в создании новых пород домашних животных:

– на стадии разработки находится неаллергенная порода котов;
– в январе 2004 году на рынке появился первый биотехнологический домашний питомец – Glo-Fish – декоративная рыбка, в геном которой встроен ген морского анемона. В темноте эти рыбки флуоресцируют ярко-красным светом. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) провело полную научно-техническую экспертизу рыбки и признало ее абсолютно безопасной для человека, животных и окружающей среды.

Биотехнология животных в медицине

Животные часто используются в качестве экспериментальных моделей, так как разработанные на животных моделях подходы лечения нередко эффективны в отношении человека. Некоторые манипуляции с животными также могут послужить для восстановления здоровья человека.

Ксенотрансплантация

Большая работа ведется по изучению потенциала использования генетически модифицированных животных в качестве доноров крови и органов. Основными трудностями на пути ксенотрансплантации являются реакции гиперострого иммунного отторжения трансплантата и возможность передачи инфекций. Биотехнологические подходы нашли применение в решении проблемы иммунного отторжения и в настоящее время уже существуют генетически модифицированные свиньи, органы которых не вызывают такой реакции со стороны иммунной системы человека.

«Фармакологические» животные

Исследователи разрабатывают генетически модифицированные породы животных, в том числе коров, коз и овец, молоко которых содержит терапевтические белки. Такие белки могут использоваться для производства детских молочных смесей, приближенных по составу к грудному молоку, или для лечения эмфиземы, муковисцидоза, ожогов, кишечных инфекций и иммунодефицитных состояний, в том числе СПИДа. Ниже перечислены некоторые из современных проектов:

– генетически модифицированные козы, в молоке которых содержатся активаторы тканевого плазминогена, способствующие растворению тромбов у пациентов, перенесших инфаркт миокарда;
– голландские ученые работают над созданием породы кроликов, в молоке которых будет содержаться препарат для лечения болезни Помпе – очень редкого наследственного заболевания, характеризующегося дефектами мускулатуры, нарушениями дыхания и иногда приводящего к преждевременной смерти;
– ведется работа над созданием породы коз, в молоке которых содержится экспериментальное средство для лечения рака;
– генетически модифицированные коровы, производящие молоко, содержащее белок человеческого молока лактоферрин, обладающий антибактериальными свойствами. Лактоферрин может использоваться для лечения иммунодефицитов, а также вводится в состав детских смесей.

Проекты по генетическому секвенированию
В настоящее время во всем мире ведется работа по многочисленным проектам, целью которых является секвенирование геномов различных животных. Более полное понимание структуры геномов и взаимодействия входящих в их состав генов не может не сыграть определенную роль в разработке новых методов лечения различных заболеваний животных и человека.

Евгения Рябцева
Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/
Продолжение следует.