Болезнь Марека – крайне заразная вирусная инфекция кур, у которых часто развиваются опухоли, птиц парализует, и они умирают. Больные куры могут распространять вирус через кожу, что позволяет ему сохраняться в окружающей среде годами, даже десятилетиями. Интенсивное птицеводство и неправильная вакцинация служат отбором для более опасных штаммов вируса.
Вакцинация контролирует потери, вызванные вирусом болезни Марека.
В Соединенных Штатах производители птицы используют вакцину против вируса герпеса индеек (HVT) для борьбы с болезнью Марека у кур с 1970-х годов. «Это работало невероятно хорошо, но вирусы, которые прорывались, размножались гораздо быстрее и быстрее вызывали опухоли», - говорит Марк Парселлс, профессор молекулярной вирусологии в Университете Делавэра (UD).
К середине 1980-х годов США внедрили комбинацию HVT с другой вакциной. Затем к середине 1990-х годов в США была лицензирована другая вакцина, обычно используемая в Европе.
В Нигерии обстоятельства иные, вирус циркулирует с 1960-х годов. Он часто появлялся с тех пор, как птицеводческая отрасль страны расширилась в 1980-х годах. Сегодня темпы продолжают расти, вызывая экономические потрясения в сельскохозяйственной системе страны.
Парселлс и несколько исследователей, включая Джозефа Патрию, аспиранта лаборатории Парселлса, окончившего учебу в августе 2024 года, опасаются, что вирус продолжит становиться умнее и сможет мутировать, чтобы противостоять попыткам вакцинации.
«Важно продолжать исследования вакцин, потому что никогда не знаешь, когда понадобится более эффективная вакцина», - сказал Патрия.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Viruses, Парселлс и его коллеги из Университета Делавэра, а также в Нигерии и Германии предполагают, что вспышки вируса болезни Марека в Нигерии были вызваны генетической изменчивостью вирусного онкогена, гена под названием meq, который также, по-видимому, опосредует устойчивость к вакцинам.
Результаты дают представление о том, как вирус может продолжать эволюционировать не только в Нигерии, но и вдоль американского полуострова Делмарва, где птицеводческая промышленность имеет важное значение для экономики региона.
В 2012 году Парселлс посетил международную конференцию по болезни Марека во Франции, где встретился с Лукой Джвандером, государственным ветеринаром по птицеводству из Нигерии, который рассказал ему, что страна теряет много кур-несушек из-за болезни Марека.
Парселлс, который изучает это заболевание и его вирусологию с 1989 года, сразу же проявил любопытство и заинтересованность в партнерстве с Джвандером.
Исследователи UD работали над получением специального разрешения от Службы инспекции здоровья животных и растений Министерства сельского хозяйства США (USDA APHIS) для импорта образцов вируса из Нигерии. Джвандер отправил в биотехнологическую лабораторию Чарльза К. Аллена-младшего UD 40 образцов с 12 ферм в штате Плато в Нигерии, пострадавших от роста заболеваемости болезнью Марека.
Образцы включали опухоль, кровь и мякоть перьев, взятые на специальной фильтровальной бумаге от кур, у которых наблюдались клинические признаки вируса болезни Марека.
Исследователи UD извлекли ДНК из образцов и работали над амплификацией онкогена MDV meq, гена, необходимого для способности MDV вызывать рак, чтобы изучить его мутации. Парселл идентифицировал мутации в этом гене, которые коррелировали с уровнем вирулентности вируса, кодирующего его, в работе, опубликованной в 2004 году.
Примерно в то же время проводилось использование другой вакцины (CVI988/Rispens), голландской вакцины, широко используемой в Европе, по-видимому, выбранной для штаммов с более высокой вирулентностью, которые также имели мутации в meq, но в другой части гена meq, чем часть, мутировавшая в штаммах с высокой вирулентностью в США.
К 2016 году в Нигерии исследователи отметили, что некоторые стада были вакцинированы от вируса болезни Марека при вылуплении вакциной CVI988/Rispens (сильная вакцина), а затем повторно вакцинированы вакциной от вируса герпеса индеек США (гораздо более слабая вакцина) в возрасте трех недель. Это облегчило вирусу прорыв, если он преодолевал сильную вакцину.
В конечном итоге исследователи обнаружили, что ген meq имел мутации, соответствующие смертоносным европейским и американским полевым штаммам.
«Так что это был своего рода худший вариант из обоих», - сказал Парселлс.
Результаты исследования дают ученым и птицеводческой отрасли представление о том, как вирус болезни Марека может эволюционировать и стать более серьезным.
Университет Делавэра - мощный исследовательский институт по проблемам птицеводства, затрагивающий все области птицеводства: от болезней до лучших методов управления и качества подстилки. Парселлс сказал, что исследование, ориентированное на Нигерию, дает птицеводческой отрасли и исследователям Делмарвы понимание того, что можно и чего нельзя делать для защиты кур от вируса болезни Марека.
«В любой момент времени могут возникнуть мутации, которые могут сделать вакцины неэффективными, - сказал Парселлс. - То, что произошло в Нигерии, говорит нам, что никогда не следует проводить вакцинацию HVT, несколько более слабой вакциной, через три недели после того, как куры уже были вакцинированы европейской вакциной CVI988/Rispens».
Парселлс отметил, что по мере развития птицеводческой отрасли на протяжении многих лет куры выращиваются все меньше времени, прежде чем их отправляют на мясо. На полуострове Делмарва цыплята-бройлеры, как правило, живут около семи недель, прежде чем их отправляют на перерабатывающий завод. Это вызывает опасения, что вирус испытывает своего рода давление, чтобы быстрее заразить своего хозяина.
«Контроль над болезнью Марека имеет важное значение для птицеводства во всем мире, - сказал Парселлс. - Текущие методы вакцинации очень хорошо работают в США, но эти результаты показывают, что повторная вакцинация кур более слабой вакциной может оказать давление на полевые вирусы, чтобы они смогли преодолеть эти методы и мутировать».
Патрия сказал, что мутации любого вируса могут помочь ученым понять серьезность вируса. Метод, который исследователи использовали для секвенирования гена вируса болезни Марека, может быть использован для мониторинга других вирусов и вспышек.
«Это реальный способ оценить серьезность циркулирующего вируса или вирусного штамма, просто взглянув на ген meq, вариации его последовательностей и то, насколько он связан с другими штаммами», - говорит Патрия.
Эта информация позволяет производителям узнать, есть ли у них в стадах штамм вируса с более высокой вирулентностью или цыплята не были должным образом вакцинированы в инкубаторе.
Парселлс сообщил, что исследователи по всему миру обнаружили, что определенные мутации в гене meq всегда коррелируют с более серьезными штаммами вируса: «Если эти мутации будут обнаружены, то необходимо будет внести более радикальные изменения в стратегию вакцинации (используя вакцину CVI988 в паре с другой вакциной при вылуплении). Если они не будут обнаружены, то это говорит о том, что в практике управления инкубатором была допущена ошибка (например, вакцина была сделана неправильно, вакцина была плохо смешана или вакцинация вообще не была проведена)».
В настоящее время Патрия является научным сотрудником Пенсильванского университета, где он продолжает заниматься исследованиями в области вирусологии рака. В рамках одного проекта он работает над сравнением вариаций последовательностей вируса папилломы человека с высоким риском для изучения нуклеотидных вариаций, связанных с рисками рака головы или шеи. Концепция похожа на подход, который он использовал для изучения вируса болезни Марека у кур.
Продолжая исследование, Парселлс сказал, что он работает с коллегами-исследователями в Германии, чтобы глубже понять, что означают мутации (как они влияют на функции meq). Они надеются изучить экологию и эволюцию заболевания, чтобы понять, как вирус болезни Марека изменяется в результате использования вакцины. Исследование в конечном итоге может выявить связи с некоторыми человеческими заболеваниями, контролируемыми вакцинами, например, с гепатитом B, вирусом папилломы человека и вскоре с вирусом Эпштейна-Барр (вакцины против которого в настоящее время проходят клинические испытания).
«Нам необходимо знать, как использование вакцин может привести к мутациям этих вирусов, которые могут повлиять на возникновение рака у человека», заключил Парселлс.
Источник: University of Delaware. Автор: Кэти Пайкс.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.