Белорусские ученые первыми в мире получили трансгенных коз, продуцирующих белок грудного материнского молока — чудо-эликсира для младенцев и не только. Козленок Лак-1 от мамы-козы, которой была вживлена конструкция человеческого гена, появился на свет в 2007 году. Вместе с Лаком-2 дали подобное себе потомство, причем трансгенное появлялось в половине случаев.
До этого были проведены сложнейшие испытания — только после более чем 200 операций достигнут положительный результат: ген встроился в козий геном. Впрочем, белорусы вовсе не стремятся перетянуть одеяло первооткрывателей на себя: эксперимент удался благодаря двум союзным программам «БелРосТрансген», реализованным совместно с российскими учеными, создателями генной конструкции. Но Лак-1 все-таки родился на белорусской земле.
— Новость о столь важном событии застала меня на второй международной конференции по лактоферрину, — вспоминает первый заместитель генерального директора РУП «НПЦ НАН Беларуси по животноводству» Иван Шейко. — Такие научные симпозиумы проводятся регулярно раз в два года, что свидетельствует об огромном интересе в мире к этому продукту и широком его применении. А тогда белорусскую сторону пригласили, зная о наших исследованиях. Я, конечно, поделился достижениями, и, когда ведущие объявили о рождении в Беларуси животного с геном, отвечающим за главный компонент женского молока, зал взорвался аплодисментами.
Но что, кроме минуты славы, привнесли общие исследования с бюджетом в 18 миллионов долларов? Неужели дальше здравствующего потомства козочек, приближенному к женскому молока и порошка из него дело не движется? Сразу скажу: критиков союзных проектов ждет разочарование.
Во-первых, не каждое открытие должно нести сиюминутный прикладной характер. Да, программы Союзного государства были реализованы научно-практическим центром (тогда Институтом животноводства), от которого вполне резонны ожидания применения их результатов на практике — в пищевой промышленности или фармацевтике, в других сферах, возможной монетизации. Однако на продвижение лактоферрина опять-таки необходимы средства, и немалые. А идея дальнейшего его внедрения поначалу не очень-то приветствовалась, объясняет Иван Шейко:
— Наши научные разработки опередили время. Мы проводили с медиками целые дискуссии, пытались донести, что это биологический препарат, вреда он не наносит, что именно за биологическими лекарствами — будущее. Завкафедрой биохимии биофака БГУ Игорь Семак доказал, что наш лактоферрин на 99,9 процента идентичен тому, который вырабатывается в молоке женщины. А значит, и генно-модифицированным он быть не может. Мы, ученые-аграрии, со своей стороны сделали все от нас зависящее. Наши трансплантологи осуществили вживление генной конструкции, которую создали генетики российского Института биологии гена. Мы получили и сохраняем стадо в 200 коз-продуцентов, наладили серьезное молочное производство, выделяем ценный белок, но следующий этап работы по лактоферрину из молока трансгенных коз касается в большей степени медицинских проблем и аспектов. Следующий этап, думаю, требует еще одной серьезной союзной программы. По разным причинам в свое время на нее не нашли денег.
Другими словами, чтобы выйти на рынок продуктов с лактоферрином, необходимы инвестиции. Если будет задание и потребность в производстве молока, обогащенного биоаналогом лактоферрина человека, на что уже разработаны технические условия, за два года численность животных можно довести до тысячи, уверен Иван Шейко:
— Молоко раньше замораживали и хранили. Мы все-таки зоотехники и знаем, как создать и размножить трансгенное стадо, а извлечь ценный субстракт не умели. Но обучились. И вот уже второй год можем самостоятельно работать на оборудовании, установленном в Институте микробиологии. Сами получаем лактоферрин и предоставляем его для изучения коллегам-ученым, в том числе российским. Исследуют ценный белок в Институте физиологии НАН Беларуси, «Академфарм» разрабатывает методики его применения. В США в начале пандемии испытано около 7 тысяч разных препаратов. Лишь семь укрощали коварный вирус SARS-COV-2, и лактоферрин среди них — на первом месте. Вот еще одно перспективное направление его использования.
Лактоферрин — уникальный полифункциональный белок, присутствующий в молоке человека и других млекопитающих. Востребован при производстве биологически активных добавок, детского и диетического питания, фармацевтической и парфюмерно-косметической продукции. Мировая потребность в лактоферрине достигает 90 тонн ежегодно.В сентябре стадо коз-продуцентов, созданное методами генной инженерии, селекции, искусственного и естественного воспроизводства, получило свидетельство о государственной регистрации. Это значит, что отныне существует не только де-факто, но и де-юре. Прорабатываются изменения в законодательстве Беларуси, которые, возможно, позволят зарегистрировать и получаемый от коз продукт, который пока НПЦ не имеет права продавать.
В основном в мире работают с коровьим лактоферрином. Конечно, он тоже оказывает положительное влияние на организм человека, но менее выраженное, чем человеческий. Наличие в Беларуси собственного материала для исследований продвигает разные научные направления.
— Молоко коз-продуцентов имеет высокую концентрацию лактоферрина. Из литра в среднем можно получить 2—3 грамма белка (в отдельных случаях — до 8), что в 150—300 раз превышает его содержание в таком же объеме коровьего. Доказано, что это молоко имеет положительное воздействие на микрофлору кишечника, активизирует процессы метаболизма, которые выражаются в снижении уровня глюкозы, холестерина и липопротеидов низкой плотности, стимулирует углеводный, белковый и жировой обмен, активизирует клетки иммунной системы и секреторные процессы в желудочно-кишечном тракте. Лактоферрин — многофункциональный белок с очень широким спектром свойств: противомикробных, противовирусных, противоязвенных, антипатогенных, антиоксидантных. Можно перечислить до 15 видов активностей, — поясняет научный сотрудник НПЦ по животноводству Елена Петрушко. — Более того, вся Европа и весь мир оценили его и занимаются открытием новых эффектов. Козье молоко мы получаем на биотехнологическом производстве НПЦ — на ферме в Будагово Смолевичского района. Изучаем физико-химические и микробиологические показатели, как ведет себя продукт.
Примечательно, что количество микрофлоры в молоке от коз-продуцентов, если хранить его в течение трех суток, не подвергая термической обработке, не изменяется — даже на третий день не достигает порога сорта экстра молока от буренок.
Молоко коз-продуцентов рекомендовано для использования в выпойке телят для повышения их сохранности и дальнейшей продуктивности. Полезно и другим животным.
— Пока нет широкого применения этой продукции, даем ее телятам. Делаем небольшие проекты, анализируя воздействие молока этих коз на жизнеспособность, приросты молодняка. К слову, если подсчитать затраты на сохранность опытной и контрольной групп, то в контроле они на 10—15 процентов выше. Получается, что это молоко выгодно спаивать животным, — привел пример Иван Шейко.
В Институте физиологии НАН Беларуси изучают влияние рекомбинантного лактоферрина человека на метаболические процессы и гормональный статус экспериментальных животных при различных патологических состояниях.
— В сочетании с лекарственным средством «Метотрексат» изучали воздействие на морфофункциональные показатели состояния организма крыс в экспериментальной модели ревматоидного артрита, — рассказал кандидат медицинских наук заведующий многопрофильной диагностической лаборатории Егор Лемешко. — В результате определили, что порог болевой чувствительности восстанавливался до контрольных значений. То есть уходил болевой синдром и снижалась интенсивность воспалительного процесса в мягких тканях сустава.
Значит ли это, что вскоре может появиться препарат от недуга? Пока в институте развит доклинический этап исследований на экспериментальных животных, уточняет Егор Лемешко:
— Мы можем изучить биологическое влияние субстанции на культурах клеток и на экспериментальных животных. Что касается лактоферрина, то это не лекарственное средство. Чтобы разработать медицинский препарат с этим компонентом, должны быть достоверные доказательства его положительного эффекта и проведен полный цикл испытаний, включая этап клинических испытаний. А это требует немалых ресурсов. Но будем двигаться в этом направлении, ведь мы понимаем, что применение лактоферрина очень широко. А в силу того, что он рекомбинантный человеческий, еще и хорошо совместим с организмом человека. При разных патологиях дает положительный эффект. Сейчас задача состоит в том, чтобы зарегистрировать лактоферрин хотя бы в качестве биологической активной добавки. А дальше может быть разработано и лекарственное средство. Но этот процесс небыстрый, совсем небыстрый. Полный год понадобился только для проведения нашего исследования. Исследование продолжается. На самом деле очень мало специалистов в стране в целом, которые могут работать с лактоферрином. На данном этапе нужны биологи и медицинские работники в одной команде. Наш институт — именно такое место, где они могут плодотворно сотрудничать.
«Замечу: белок человека в молоке трансгенных животных не есть генно-инженерная пища. Он неотличим от природного лактоферрина грудного женского молока», — не раз подчеркивал в своих интервью кандидат медицинских наук Игорь Гольдман из Института биологии гена, который и выступил инициатором вживления белорусскими учеными человеческого гена в генотип козы. Кстати, он возглавляет «Трансгенбанк», где депонирован генетический материал (защищенный патентами), в том числе созданный при выполнении программ Союзного государства «БелРосТрансген» и «БелРосТрансген-2». Там имеется банк криоконсервированной спермы экспериментальных и племенных козлов, который используется для создания промышленных стад коз-продуцентов.
Козы часто выступают в качестве животных-продуцентов лекарственных белков человека. Работы по их производству интенсивно ведутся более чем 20 биотехнологическими и фармацевтическими компаниями разных стран мира. У одной из американских на разных стадиях разработки находится 25 лекарственных белков человека, получаемых из молока животных-продуцентов. Один из них, антитромбин III, после проведения клинических испытаний разрешен к использованию на пациентах при операциях на сердце, сосудах и у ожоговых больных. Выделяется из молока коз, трансгенных по гену человека, отвечающему за выработку антитромбина III. Белорусский приоритет — лактоферрин грудного женского молока. Сумеем ли мы использовать свое стартовое преимущество?
klimovich@sb.by
