По данным Центра изучения питания и благополучия животных, в 2023 году в России насчитывалось 25,5 млн домашних собак. Все они в той или иной степени подвержены вирусным инфекциям. Наиболее опасными для питомцев являются чума, парвовирус и инфекционный гепатит. От них, согласно статистике Всемирной ветеринарной ассоциации по болезням мелких домашних животных (WSAVA), умирает от 20 % до 50 % заразившихся животных, в особенности непривитые щенки.

«Действенным способом лечения таких заболеваний считается терапия препаратами на основе гамма-интерферона (IFNγ) — белка-иммуномодулятора, который активирует клеточный иммунитет и повышает устойчивость организма к различным инфекциям», — объясняет Марина Владимировна Падкина, профессор СПбГУ (кафедра генетики и биотехнологии).

Она отмечает, что в настоящее время вирусные инфекции у собак лечат ветеринарными препаратами на основе гамма-интерферона человека. Но у таких средств есть недостаток. Они вызывают побочные эффекты из-за того, что содержат чужеродный для собак белок: иммунная система животных пытается нейтрализовать его, а потому терапия зачастую не приводит к желаемому результату.

При этом препараты на основе гамма-интерферона собаки в России отсутствуют. Разработка ученых СПбГУ позволит это исправить, а также повысит эффективность профилактики и лечения домашних питомцев от вирусных заболеваний.

Существуют и другие способы получения иммуномодулятора. Однако они не применяются на практике, поскольку имеют недостатки. Например, гамма-интерферон собаки умеют выделять из клеток кишечной палочки (Escherichia coli). Но поскольку эта бактерия является условно патогенной, существует вероятность, что она произведет гамма-интерферон с эндотоксинами в составе. Разработка ученых СПбГУ не представляет такой угрозы, так как Komagatella phaffii — непатогенные дрожжи.

Еще один способ производства гамма-интерферона собаки — его выработка в клетках тутового шелкопряда Bombyx mori. Но эта технология повышает себестоимость иммуномодулятора. При работе с клетками шелкопряда требуются материалы исключительно высокого качества, например дорогостоящие питательные среды для успешной культивации. Также необходимы более сложные процедуры для поддержания жизни объектов-продуцентов, выделения из них гамма-интерферона и очистки белка.

Способ, предложенный биотехнологами СПбГУ, позволяет проводить каждый из этапов получения иммуномодулятора с меньшими затратами. Выбранные исследователями дрожжи можно выращивать на дешевых субстратах, а выделение белков и их очищение выполняются при помощи недорогих материалов. К тому же Komagatella phaffii производят в несколько раз больше гамма-интерферона, чем любые другие дрожжи. За счет этого конечный продукт имеет низкую себестоимость.

Разработка биотехнологов СПбГУ может помочь в борьбе с одной из глобальных угроз здоровью — устойчивостью бактерий к антибиотикам.

Организации здравоохранения по всему миру уже давно пытаются сократить масштаб использования антимикробных препаратов, чтобы предотвратить распространение антибиотикорезистентности. «По данным Всемирной организации здравоохранения, для этой цели вместо антибиотиков при терапии бактериальных инфекций перспективно применять белки, способные стимулировать иммунитет заболевшего. С такой задачей способны справиться интерфероны. В том числе гамма-интерферон собаки, который можно легко получать предложенным нами способом и использовать для лечения домашних питомцев без риска повысить резистентность патогенных бактерий», — рассказывает Марина Падкина.

Ученые проверили технологию синтеза гамма-интерферона собаки в дрожжах Komagatella phaffii и успешно получили иммуномодулятор с заявленными характеристиками. Исследователи также создали и апробировали способы выделения белка из клеток-продуцентов и его дальнейшей очистки. Разработка готова к внедрению на производствах, которые занимаются синтезом иммуномодуляторов в промышленных масштабах. Для регистрации и вывода на рынок ветеринарного препарата на основе гамма-интерферона собаки потребуются доклинические и клинические исследования.