И тут и штамм: расшифровка генома листерий улучшит вакцины для животных
Впервые в мире расшифрован геном штамма листерий, который применяется в качестве ветеринарной вакцины для профилактики тяжелого и опасного заболевания сельскохозяйственных животных — листериоза. Российским исследователям удалось выявить основные гены, которые прямо или косвенно вовлечены в процесс ослабления заражения и «остаточную» вирулентность патогена. Полученные данные будут востребованы как для фундаментальной вакцинологии, так и для разработки эффективных и безопасных препаратов нового поколения. Эксперты считают, что исследование поможет в итоге минимизировать риск заражения людей через пищу — мясо, рыбу и сыры.
Вакцинное достижение
Сотрудники Саратовского государственного университета генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. Вавилова и Всероссийского научно-исследовательского и технологического института биологической промышленности изучили и расшифровали геном вакцинного штамма бактерии Listeria monocytogenes. Эти микроогранизмы вызывают тяжелое и опасное заболевание листериоз, поражающее сельскохозяйственных, домашних и диких животных, а также людей. Эта болезнь может приводить к развитию тяжелого сепсиса, менингита или энцефалита, а в некоторых случаях и к летальному исходу (до 30–40%).
Ученым удалось определить сочетание тех генов и антигенных субстанций, которые способны вызывать нормальное формирование иммунитета, а также тех, которые следует удалить из существующей вакцины для снижения риска осложнений после введения препарата. Эта работа существенно повысит защитные свойства препарата и позволит снизить или даже полностью исключить недостатки, свойственные и другим живым вакцинам, которые готовят по классической технологии, разработанной еще Луи Пастером.
— Результаты нашего исследования могут стать базовой платформой для разработки эффективной и безопасной вакцины нового поколения с улучшенными характеристиками для профилактики листериоза у животных во всем мире. Это имеет решающее значение для здоровья и благополучия животных, безопасности пищевых продуктов и здоровья населения, равно как и «биологизации», то есть использования методов молекулярной биологии в сельском хозяйстве для повышения его эффективности, — рассказала «Известиям» руководитель проекта, профессор кафедры «Микробиология и биотехнология», главный научный сотрудник лаборатории ФиПИ Саратовского государственного университета Валентина Федорова.
Исследователи выбрали штамм листерий, который успешно применяется с 1960-х годов в качестве основы живой цельноклеточной ветеринарной вакцины против листериоза. С помощью метода полногеномного секвенирования на платформах второго и третьего поколений и последующей биоинформатической обработки массива полученных данных ученым удалось расшифровать наиболее важные фрагменты генома, которые могут быть прямо или косвенно вовлечены в аттенуацию, то есть «ослабление» и «остаточную» вирулентность вакцинного штамма. После этого исследователи сравнили геном с девятью эталонными вирулентными штаммами, полученными от больных листериозом животных, что дало возможность идентифицировать конкретные гены, вовлеченные в ключевые характеристики изучаемого штамма.
Пути заражений
Существует много видов листерий, но только один — Listeria monocytogenes — представляет опасность для человека. Она устойчива во внешней среде, при низких температурах (4–6 °С) обладает способностью не только длительно сохраняться, но и размножаться. Listeria monocytogenes — классический «микроб холодильника» — до 30% хранящихся там продуктов могут быть осеменены этими бактериями, рассказал «Известиям» ведущий эксперт, руководитель группы научной и информационной поддержки лечебно-профилактических учреждений Центра молекулярной диагностики CMD ФБУН ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора Михаил Лебедев.
По его совам, основной путь заражения человека — пищевой. Чаще всего листерия обнаруживается в мясных полуфабрикатах, готовых мясных блюдах, мягких сырах, молочных продуктах, рыбе холодного копчения и морепродуктах. Но отмечались случаи инфицирования и от сырых овощей и салатов.
— В мире достаточно регулярно регистрируются вспышки листериоза. У людей с нормальным иммунитетом болезнь проходит с симптоматикой острой кишечной инфекции и вполне благополучным исходом — выздоровлением (или вообще бессимптомно). Но у пациентов со сниженной защитной функцией организма, особенно у лиц пожилого и старческого возраста, инфекция протекает тяжело, приобретая черты системного заболевания и поражая различные органы и системы организма. Подавляющее большинство смертельных случаев заболевания отмечается у людей старше 75 лет, — рассказал эксперт.
Наиболее опасные пути инфицирования — трансплацентарный и интранатальный (от матери к плоду или при контакте новорожденного с половыми путями при родах). При этом у самой беременной заболевание может протекать бессимптомно или малосимптомно, но плод может серьезно пострадать (пороки развития и нарушение работы органов вплоть до гибели). Четверть случаев листериоза, связанных с беременностью, заканчиваются потерей плода или смертью новорожденного, подчеркнул Михаил Лебедев.
Что касается исследования российских ученых, то следует помнить, что, по данным Всемирной организации здоровья животных, в мире по-прежнему не существует признанной вакцины от листериоза, рассказал «Известиям» директор Федерального исследовательского центра вирусологии и микробиологии, профессор Денис Колбасов.
— На уровне мирового научного сообщества пока есть мнение, что эффективных средств против данной болезни нет. Поэтому нужно понимать, что брали за основу наши исследователи, — подчеркнул специалист.
Результаты исследования, выполненного при поддержке Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Scientific Data.
