Птичий грипп — это не просто вирусная болезнь, быстро распространяющаяся по планете и уничтожающая миллионы птиц ежегодно. Это и серьезная угроза для человечества в том случае, если вирус мутирует. В этом свете настоящим научным прорывом является выведение генетически модифицированных кур, способных противостоять болезни. Возможно, это поможет уничтожить опасность новой «чумы» в зародыше.

Птичий грипп: чуму 21 века смогут остановить

Птичий грипп — тяжелое инфекционное заболевание, опасное не только для птиц, но и для людей. Его вызывает вирус гриппа А, который поражает преимущественно птиц и настолько заразен, что может за несколько дней выкосить поголовье целой птицефермы. Вирус может передаваться и людям, которые переносят его намного тяжелее, чем обычный грипп. По данным ВОЗ, смертность от птичьего гриппа типа H5N1 — 50%. Напомним, что в 1918-1919 годах грипп типа H1N1, «испанка», унес более 50 млн жизней.
В 1997 году в Гонконге впервые был зафиксирован подтвержденный случай заражения людей птичьим гриппом. Тогда он вызвал тяжелое респираторное заболевание у 18 человек, шестеро из которых умерли. До этого момента считалось, что этот вирус не опасен для человека.

Вирус в организме заболевшей птицы размножается, копируя сам себя с невероятной скоростью. Заразив в течение пары дней своих сородичей и еще пару дней промучившись, животное обычно погибает. Поэтому крайне важно остановить распространение вируса как можно скорее, чтобы оно не переросло в эпизоотию («эпидемия» у животных).
Первым птичий грипп описал итальянский ветеринар Эдуардо Перрончито в 1878 году, назвав его куриным тифом. Перрончито сообщал о вспышке высококонтагиозного (очень быстро распространяющегося) заболевания, поражавшего кур на фермах в окрестностях Турина.
Считается, что главный переносчик инфекции — это водоплавающие птицы. Основная проблема заключается в том, что они совершают дальние сезонные перелеты и переносят вирус H5N1 на тысячи километров.

Грипп шагает по планете
Большинство вспышек гриппа вызваны вирусами гриппа А типа H1N1 и H3N2. В норме для этих вирусов характерны обычные симптомы гриппа, но в некоторых случаях мутации вирусов могут привести к состояниям, представляющим угрозу для жизни, при этом эпидемия распространяется по всему миру.
1918 г. \»испанка\» (тип H1N1) началась в конце первой мировой войны. Массовое перемещение войск ускорило распространение болезни по всему миру. Умерло более 40 млн человек.
1956 г \»азиатский грипп\» (тип H2N2) пришел из Китая и за два года распространился на большей территории земного шара. Умерло примерно 2 млн человек.
1968 г \»гонконгский грипп\» (тип H3N2) начался в Гонконге и за год распространился по всему миру, чему немало поспособствовали американские солдаты, воюющие во Вьетнаме. Умерло около 1 млн человек.
2004 г — птичий грипп (тип H5N1) пришел из Азии. Сначала он поразил птиц, но постепенно перекинулся и на людей. Больше половины заразившихся умерли. К началу 2011 года умерли 323 человека.

Слабое место вируса найдено

Вирусолог из Кембриджского университета Лоуренс Таили изобрел совершенно новый метод защиты птиц от вируса гриппа А. Принцип достаточно прост: когда вирус внедряется в клетку, необходимо воспрепятствовать его размножению и тем самым сделать невозможным его распространение.

Традиционные вакцины активизируют иммунную систему для защиты от собственно вируса, но они не действуют на выжившие вирусные частицы, которые продолжают копировать самих себя. Таким образом, внешне здоровые куры продолжают оставаться переносчиками заразы. Наследственный материал вируса состоит из восьми участков РНК, хранящихся в вирусной частице вместе с ферментом РНК-полимеразой. Попав в клеточное ядро, полимераза тут же начинает создавать бесчисленные копии этих участков. Чтобы справиться с этой задачей, полимераза должна отличать РНК вируса от РНК птицы — по «штрихкоду» в виде короткой последовательности генов, которым помечены все восемь участков. Суть метода Таили заключается в том, чтобы позволить вирусу начать размножаться, а потом, нарушив работу фермента, остановить копирование участков РНК.

Ученые решили, что для этого нужна генетическая модификация кур, клетки которых смогут образовывать ложные копии той самой особой последовательности генов.

Ученые синтезировали копию характерной последовательности генов, которую назвали Decoy 5, или D5 (англ. decoy — приманка). Сначала они опробовали ее способности в пробирке, где РНК вируса смешали с полимеразой. Без приманки полимераза сразу начала создание многочисленных копий РНК вируса, но как только в пробирку поместили последовательность D5, процесс застопорился.
«Когда вирус гриппа инфицирует курицу, в клетках которой образуются эти «приманки», и пытается размножаться, полимераза начнет связываться с «приманками» вместо генома вируса. Можно сказать, что благодаря этим «приманкам» полимераза не сможет выполнять свою функцию», -говорит Лоуренс Таили.
Итак, первый шаг эксперимента удался.

Птичий грипп: чуму 21 века смогут остановить

Результаты трудно объяснить

В начале 2011 года Лоуренс Таили и его коллеги представили первые результаты ряда экспериментов над обычными и трансгенными курами. И тем и другим в клюв и в глаза закапали сильно концентрированный раствор, содержащий вирус гриппа H5N1 (полученная курами доза в 10 тыс. раз превышала дозу, дающую 50-процентный шанс инфицирования куриного яйца).
В результате в группе обычных птиц шесть умерли уже через два дня, а через шесть дней все они либо погибли, либо были в таком тяжелом состоянии, что их пришлось умертвить.

К большому разочарованию ученых, трансгенные куры перенесли инфицирование ненамного лучше. Шесть из них также погибли через два дня, еще одна — на седьмой день. Оставшаяся троица здравствовала без малейших признаков инфекции.
Таким образом, генетическая модификация повысила сопротивляемость кур вирусу птичьего гриппа, но главная цель Таили заключалась не в этом, а в том, чтобы воспрепятствовать распространению заразы. Поэтому он изменил ход эксперимента и поместил зараженных кур в курятник к 24 здоровым. Результаты этой части эксперимента показали, что ученые на верном пути.

Обычные куры, инфицированные опасным вирусом, беспрепятственно разносили заразу, и 92% обитателей птичьего двора погибли за шесть дней. Трансгенные куры, наоборот, оказались менее заразными, из-за них погибло только 4% птиц. Ученые сделали вывод, что D5 лишь частично защищает самих кур от птичьего гриппа, зато инфекцию они почти не передают. Значит, устраняется риск эпидемии. И все равно результаты поразили ученых. В клювах и анальных отверстиях генетически измененных птиц, погибших в ходе первого эксперимента, обнаружилось большое скопление вирусных клеток. Значит, вирус размножался, невзирая на мешающие «приманки», и эти птицы могли заражать здоровых. Но, как уже было сказано, заразилось только 4%…

Следствие этого -возникновение вируса, способного вызвать самую страшную пандемию гриппа за всю историю человечества
Лоуренс Таили предположила, что «вирус стал в какой-то степени дефектным и утратил способность к распространению».
Возможно, под влиянием D5 размножившиеся клетки вируса объединяются неправильным образом и образуют ненормальные вирусные частицы. Полимераза не только копирует наследственный генетический материал, но и играет важную роль в объединении вирусных частиц, а «приманки», вмешиваясь в этот процесс, вероятно, нарушают его. Впрочем, это пока только предположения, и вопрос, что же стряслось с этими вирусами, остается открытым.

Помимо того, что D5 предотвращает распространение птичьего гриппа, она может принести большую пользу при вакцинации. Вакцины от птичьего гриппа (как и от обычного, человеческого) разрабатываются против конкретного типа вируса и эффективны только по отношению к нему. Но особенность гриппа в том и заключается, что существует множество его разновидностей, и вакцина против одной довольно слабо защищает от другой или не защищает вовсе. Кроме того, вирус может мутировать и стать стойким и нечувствительным к вакцине, поэтому и вакцинация не панацея от инфекции.
Но эту проблему устраняет образование генной последовательности благодаря ее идентичности всем типам вируса гриппа А. То есть генетическая модификация сделает развитие эпидемии невозможным независимо от типа вируса.

Грипп станет историей

Исследования Таили особенно важны потому, что в 2004 году птичий грипп был обнаружен у свиней. Свиньи восприимчивы и к обычному человеческому гриппу, а это, по мнению некоторых ученых, значит, что возможно смешение двух типов гриппа А в одном организме, обмен генетической информацией и, как следствие, возникновение вируса, способного вызвать самую страшную пандемию гриппа за всю историю человечества (как это было со свиным гриппом)

Конечно, полимераза способна мутировать так, что «приманка» D5 больше не сможет с ней связываться. Но тогда и сама полимераза не сможет связываться с восемью участками РНК вируса и создавать их копии. Чтобы избежать воздействия нового защитного механизма, вирус должен одновременно мутировать и в полимеразе, и во всех восьми участках РНК, а это абсолютно невозможно.
Если допустить, что всех кур на всех птицефермах и птичьих хозяйствах можно было бы заменить трансгенными, источник инфекции будет устранен. Лоуренс Таили не видит в этом особой проблемы, на его взгляд, достаточно вывести небольшое количество кур-несушек новой породы, а затем скрещивать птиц обычным способом для восстановления и увеличения поголовья, где каждая особь уже будет защищена обновленным генотипом.

При таком варианте развития событий возникнет другая сложность — убедить потребителей в том, что генетически модифицированная курятина безопасна для здоровья и не представляет угрозы для окружающей среды.
Следующим шагом в работе Лоуренса Таили и его коллег станет дальнейшее развитие методики генетической модификации кур для того, чтобы они стали полностью резистентны к вирусу гриппа. Если подобную технологию каким-нибудь образом удастся применить к людям, и не обязательно в виде их генетического изменения, это будет колоссальным научным прорывом. После такого лечения человек станет невосприимчивым ко всем существующим вирусам гриппа, а также к тем, которые могут появиться в будущем, и болезнь, уносящая ежегодно жизни почти 500 тыс. человек, может быть навсегда уйти в историю.

Иллюстрированная наука, 14/2011