Руководитель НИЛ «Центр агробиотехнологии» Михаил Чикиндас рассказал о том, помогут ли пробиотики предотвратить эпидемии мирового масштаба и как вырастить «гармоничную» курицу.
– Какими научными исследованиями вы сейчас заняты?
– Мы с коллегами работаем по программе мегагранта «Ветеринарные пробиотические препараты направленного модулирования здоровья животных», в которой основной акцент ставится на разработку пробиотиков. Первая фаза исследований влияния пробиотиков на здоровье птиц проходила в прошлом году: у нас была первая экспериментальная группа курочек. Сейчас у нас проходит вторая фаза исследования над второй группой: у нас новые курочки из другого хозяйства, с другими условиями содержания. Такие экспериментальные группы нам необходимы, чтобы сравнить результаты исследований, потому что пробиотики могут действовать по– разному на различные породы. Кроме того, перемена места содержания и кормления птицы может влиять на здоровье и иммунитет. Видеть эту разницу нужно для грамотного масштабирования применения будущих препаратов в сельском хозяйстве.
В рамках этого проекта у нас есть несколько основных задач. Первая: поддержание нормальной жизнедеятельности организма курицы. Мы привыкли, что сельскохозяйственные животные уже «наши», приспособленные к человеку, но когда– то, до одомашнивания, они не были такими. Много лет назад они были вырваны из привычной для них среды обитания. Интенсификация сельского хозяйства может приводить к серьезным стрессам у животных, к ослаблению иммунной системы, снижению плодовитости. Поэтому нам прежде всего необходимо найти ответ на вопрос, как привести физиологию и метаболизм животного в условиях постоянного стресса к тому состоянию, которое будет поддерживать нормальную жизнедеятельность.
Следующая задача – повысить качество и количество промышленного производства животных, не ослабляя их иммунитета. Вы знаете, что антибиотики раньше использовались как ростовой фактор и как средство профилактики инфекционных болезней, но сейчас это запрещено. Что мы достигаем с помощью пробиотиков? Мы помогаем птице поддерживать хороший иммунитет и эффективно усваивать корма. Проще говоря, мы убираем от птицы антибиотики, но за счет пробиотиков помогаем наращивать мышечную ткань. Птица, которая получает пробиотики, гармонична в своем развитии. Это не американская индейка, у которой колоссальная грудь, и она часто даже с трудом стоит на ногах. Это нормальная, пропорционально развитая и действительно здоровая птица.
И третья задача пробиотика: поддерживать здоровье курицы, защищать от инфекционных болезней. Сальмонелла – это один из патогенов, на которые направлено наше внимание. Эта болезнетворная бактерия может присутствовать в организме птицы асимптотически, никак не проявляясь, что не мешает ей передаваться человеку через яйца или мясо больного животного. Первые признаки заражения у человека – расстройство ЖКТ, лихорадка, слабость, головная боль и тошнота. Вы можете сказать: «Никто не ест курицу сырой, только после термальной обработки, варки или жарки». Однако причина заражения другая – в мире в последнее время наблюдается взрывной рост мелкого фермерского хозяйства. У кого – то есть дача или свой дом, там могут держать нескольких куриц. Именно в этих мини – и микрохозяйствах риск передачи сальмонеллы от птицы к человеку максимальный, потому что большинство владельцев этих кур не имеют должных знаний о том, что эта птица может нести какую– то опасность. Ведь она внешне здоровая, что еще нужно? А нужно подкармливать курицу пробиотиками, чтобы у нее формировался иммунитет и была устойчивость к болезнетворным организмам.
Но, конечно, мы не собираемся останавливаться на борьбе с сальмонеллой. Мы будем выявлять и другие патогены, которые представляют риск для сельского хозяйства, будем решать, как можно с ними бороться с помощью наших пробиотиков.
– Есть ли какие– нибудь животные, с которыми вы работаете, кроме куриц?
– Конечно, у нас есть проект по работе с различными аквакультурами. Мы начинаем работать с форелью, так как этот вид рыб имеет большое сельскохозяйственное значение. Мы будем разрабатывать пробиотики для рыб. Будем строить модель искусственного ЖКТ, так как нам необходимо модулировать новую среду, которая будет симулировать то, что происходит в кишечнике рыбы.
– Пробиотики для рыбы такие же, как для куриц?
– Давайте начнем с определения пробиотиков, которое закреплено ВОЗ и принято во всем мире. В этом определении нет ни слова о том, откуда этот микроорганизм должен происходить. Но большинство ученых сходятся в том, что с наибольшей вероятностью микроорганизм проявит положительные качества, если он выделен из здорового хозяина того же вида. Возьмем пример нашего проекта: на время начала работы у нас было два штамма, две потенциально пробиотические бактерии. Одна из этих бактерий была выделена из почвы, другая – из молочнокислого продукта. В ходе нашей работы мы доказали, что они действительно являются пробиотиками. Они показали себя очень хорошо: привели к увеличению мышечной массы, фертильности, яйценоскости, выхода по птенцам. Однако в ходе нашей работы мы выделили потенциальные пробиотики из разных птиц, и когда начали сравнивать их с начальными штаммами, оказалось, что пробиотики от хозяев значительно эффективней.
Так же это работает и с рыбами: пробиотики им нужны свои, основанные на тех бактериях, которые будут выделены из рыб того же вида. У нас разработана система in vitro, когда эксперимент проводится «в пробирке», то есть в искусственно смоделированных условиях, максимально приближенных к живому организму. Такая система позволяет сканировать потенциальные пробиотики по биологическим маркерам. Известно, что есть много характеристик, по которым определяется потенциальная возможность штаммов использоваться в качестве пробиотиков: активность против патогенов, модулирование иммунной системы, положительное влияние на ростовые качества, подавление мутагенной активности. Именно эти параметры первыми проверяются на всех потенциальных пробиотиках.
– На каком этапе находится разработка ветеринарной кормовой добавки, которая ведется в рамках мегагранта?
– Мы проводим исследования, посвященные тому, как улучшить качество микроорганизмов для практического применения в сельском хозяйстве. Фундаментальную часть мы уже осилили: мы понимаем, что делают эти микроорганизмы, мы выделяем новые бактерии и определяем, как их лучше использовать.
Уже доказано, что пребиотики растительного происхождения могут усиливать действие пробиотиков животного происхождения, именно поэтому мы смотрим, как будут влиять препараты, совмещающие в себе пребиотики и пробиотики, на микробиоту кишечника птиц. Конечно, мы не кормим птицу тем, что мы получаем в пробирке. Мы создаем биологически активные кормовые добавки. Создание подходящего корма — сложный процесс. Ингредиенты корма проходят несколько фаз обработки: смешивание, термическая обработка, экструзия и т. д. И не все эти этапы благоприятны для положительных бактерий, поэтому очень важно подобрать правильные условия обработки этого корма. Если меня завтра спросят, можно ли сделать такую кормовую добавку, которая будет более эффективна, чем существующие в сельском хозяйстве, ответ будет – да. Конечно, это можно и нужно делать в сотрудничестве с промышленными партнерами, которые подкованы в приготовлении кормов с различными добавками и составляющими.
– Какова сегодня роль антибиотиков в экономике и хозяйствовании – с учетом развившейся массовой резистентности патогенов к антибиотикам?
– С антибиотиками есть одна основная колоссальная проблема: мы видим, что из групп резерва антибиотики постепенно переходят в основные группы, а те антибиотики, которые еще 20 лет назад применялись как основные, сейчас не стопроцентно эффективны. Есть еще одна проблема: если раньше исследовательская работа давала хорошие результаты в плане синтеза новых антибиотиков, то сейчас выход новых антибиотиков практически свелся к нулю.
Одна из причин – все то, что лежало на поверхности, мы уже точно взяли. Могут ли быть выделены и произведены еще какие– нибудь антибиотики, пока непонятно. Сейчас большое внимание уделяется, например, исследованиям глубоководных бактерий, потому что известно, что многие из них продуцируют антимикробные соединения различной природы.
Сейчас нам нужно обратить внимание на поиск комплементарно действующих препаратов. Есть антибиотики, которые сегодня работают не очень хорошо, но можно найти субстанции– помощники, которые усилят их активность или даже помогут сломать барьер антибиотикоустойчивости.
– Эти компоненты природного происхождения или лабораторного?
– В нашей работе мы всегда отталкиваемся от природы, что касается и лекарственных препаратов, и пищевых продуктов. Если у вас на продукте написано «природный краситель», то велика вероятность того, что это химически синтезированное вещество, которое идентично природному. Поэтому данные комплементарные препараты буду сделаны в лаборатории, но основаны на природных антибиотиках.
В частности, одно из направлений моей работы, не в рамках мегагранта — это пептидомиметика как одно из направлений поиска новых антимикробных соединений. Мы отталкиваемся от природных антимикробных молекул белковой природы, изучаем механизм их действия и составляющие этих молекул. Далее, отталкиваясь от природных соединений, пытаемся на их основе создать качественно новые препараты путем синтеза в лаборатории. Исследование очень перспективное.
– Может ли использование новейших антибиотиков предотвратить глобальные эпидемии?
– Нет, конечно. Мы уже видим, что этого не происходит. Патогены быстрее и хитрее нас. И, думаю, так будет всегда. Сейчас наша задача – не давать инфекциям распространяться быстрее, чем мы можем находить пути их контролировать и по возможности подавлять. Вот сейчас говорят: оспу победили, туберкулез исчез. Однако несколько лет назад произошел ряд вспышек туберкулеза с микроорганизмами, которые уже устойчивы к антибиотикам, ранее применяемым для борьбы с этой инфекцией. Болезнетворные микроорганизмы нельзя уничтожить полностью. Но мы можем и должны готовиться к новым вспышкам, повышать свой антипатогенный потенциал.
– Над исследованиями в рамках мегагранта работает большой научный коллектив из разных стран. Внесла ли пандемия коррективы в работу вашей исследовательской группы?
– Увы, эпидемия внесла весьма заметные коррективы в нашу работу. В рамках нашего мегагранта должна была состояться международная конференция по полезным микроорганизмам, ICOBM– 2021. Все участники планировали приехать в Ростов, продемонстрировать результаты своей работы. Из– за пандемии пришлось провести конференцию в смешанном формате: многие российские коллеги смогли приехать, а иностранные ученые участвовали в онлайн– формате. Несмотря на сложную обстановку, в конференции приняло участие около 400 человек практически со всего мира, включая докладчиков из Бразилии, Южной Кореи, Норвегии, Австрии, Нидерландов, Малайзии, Грузии, Тайваня, России и других стран. В работе конференции приняли участие ректор ДГТУ Бесарион Месхи, вице– президент РАН Ирина Донник, академик РАН Юрий Иванов, член– корреспондент РАН Александр Суворов и другие выдающиеся российские ученые.
– Насколько важно привлечение молодых исследователей и ученых в развитие научных проектов?
– Безумно важно привлекать молодых исследователей. Я буду говорить банальности, но они – наше будущее. У нас в России очень много талантливых молодых людей, которые горят своим делом. Это те, кто сможет стать научным профессиональным будущим страны. И я считаю, что нужно таких ребят привлекать активно к исследованиям.
Посмотрите на Китай. В недавнем прошлом там была инициирована программа по привлечению международных кадров в науку. Предоставляются адекватные условия работы: лаборатории, исследовательские центры, зарплаты. Если в недалеком прошлом из Китая шел мощный отток научных сотрудников, они старались уехать в Америку на обучение и там остаться, то сейчас многие возвращаются, потому что видят больше перспектив в Китае.
Я думаю, что России нужно идти тем же путем, потому что молодые исследователи — это интеллектуальный потенциал нации. Это те, кто завтра будет создавать здоровье нашего народа. Экономить на задаче такой важности просто недопустимо.
Читать подробнее: Донской Государственный Технический Университет
