Ученые нашли способ, как производить натуральный аналог противовоспалительного вещества биливердина в промышленных масштабах. Это позволит сократить зависимость от синтетических антибиотиков в здравоохранении и животноводстве.
У людей и сельскохозяйственных животных есть общая проблема: воспаление.
«Воспаление, где бы оно ни возникало в организме, — это реакция иммунной системы на множество факторов, включая травму или инфекцию. Оно может быть незначительным и временным, но хроническое воспаление может привести к серьёзным заболеваниям, включая сердечно-сосудистые заболевания, артрит, рак, болезнь Альцгеймера, диабет, остеопороз, болезнь Паркинсона, гепатит, аутоиммунные заболевания и воспалительные заболевания кишечника», — говорит химик из Университета штата Юта Чэн-Вэй «Том» Чанг.
Одно из заболеваний в этом длинном списке, известное как воспалительное заболевание кишечника, ВЗК, является современным бичом домашнего скота и вызывается вредными микробами или чрезмерной подачей антибиотиков, говорит Чанг,.
Использование антибиотиков в животноводстве, начавшееся в начале XX века, было направлено на укрепление здоровья животных, продолжает биолог Джон Такемото, почётный профессор биологического факультета и научный партнер Чанга из Университета штата Юта: «Антибиотики широко использовались для профилактики бактериальных инфекций, поражающих скот, особенно на крупных коммерческих животноводческих комплексах. Кроме того, они позволили фермерам быстрее выращивать более крупных и прибыльных животных. Однако, чрезмерное применение антибиотиков не только несет риск устойчивости бактерий, но и часто приводит к серьёзным побочным эффектам у отдельных животных, включая воспалительные заболевания кишечника (ВЗК). Это заболевание снижает продуктивность и может привести к гибели, особенно молодых животных».
В апреле 2025 года Национальные институты здравоохранения США сообщили, что на долю животноводства приходится более 70% мирового использования антибиотиков.
Такемото и Чанг, совместно с Юань-Ю Линем из Национального университета Тайваня, сообщают о природной альтернативе давно известному противовоспалительному веществу биливердину, которая может способствовать улучшению здоровья желудочно-кишечного тракта у скота и снижению зависимости от антибиотиков. В исследовании 2022 года, проведённом совместно с Чинг-Ань Пэном из Университета Айдахо, учёные Университета штата Тайвань отмечают, что биливердин также устраняет последствия остеопороза у мышей.
Такемото, Чанг и Линь поделились дополнительными результатами в обзорной статье, опубликованной в выпуске открытого журнала Molecules.
«Биливердин, естественно вырабатываемый растениями и животными, является мощным антиоксидантом и противовоспалительным средством, защищающим от окислительного стресса и травм. Мы предлагаем природный аналог биливердина, известный как мезобиливердин, который позволяет избежать распространённой потребности в антибиотиках в животноводстве и позволяет производить это натуральное вещество в промышленных масштабах», — говорит Такемото.
Чанг поясняет, что предыдущие многолетние попытки производить большие объемы биливердина для медицинского применения в качестве фармацевтического препарата потерпели неудачу.
«Доступность биливердина ограничена, и его чистота часто неизвестна. Мы же разработали способ получения нашего аналога биливердина, мезобиливердина IXα, в чистом виде и в больших количествах из микроводорослей. Мезобиливердин IXα, как и ожидалось, ведёт себя подобно биливердину во всех тестируемых способах. Пока мы изучали очистку мезобиливердина IXα, у нас возникла идея создать продукт „Aggie-Feed“, кормовую добавку для скота, обогащенную этим вещество. Мы считаем, что это поможет обеспечить животным профилактическое кормление из антибиотиков», — говорит он.
Чанг отметил, что микроводоросли широко распространены и выращиваются в промышленных масштабах, таким образом, наладить производство кормовой добавки реально.
Такемото добавил, что интерес к исследованию биливердина возрождается из-за его потенциала в качестве терапевтического средства для людей: «Иммунобиолог Гарвардской медицинской школы Фриц Бах, скончавшийся в 2011 году, был пионером в изучении биливердина, зеленоватого пигмента, образующегося при распаде эритроцитов. Бах искал решения проблем в трансплантационной иммунологии, включая отторжение донорских органов. До его исследований биливердин, который в организме животных превращается в билирубин, транспортируется в печень и выводится из организма, считался вредным. Избыток биливердина и билирубина у людей может вызывать желтуху, которая часто является признаком скрытого заболевания. Вместо этого, благодаря работам и знаниям Баха, мы узнаём о пользе биливердина, который защищает клетки от повреждения и болезней. Если бы профессор Бах был жив сегодня, он бы точно понял и оценил нашу разработку».
Источник: Utah State University. Автор: Мэри-Энн Маффолетто.
Источник графики: Molecules (2025), DOI: 10.3390/molecules30061379
