Органоиды против вирусов: прорыв в биоконтроле кроликов благодаря эффективному тестированию вирусов
Европейские кролики наносят ущерб окружающей среде Австралии с 1859 года. Их распространение по континенту стало самым быстрым зарегистрированным вторжением млекопитающего-вредителя в мире: за 70 лет они колонизировали 70% территории Австралии.
Проблема и биологический контроль
Кролики остаются одним из самых разрушительных вредителей:
- Наносят ущерб сельскому хозяйству примерно на 200 млн долларов в год.
- Угрожают 322 национально охраняемым видам.
- Вызывают эрозию и препятствуют восстановлению растительности.
Наиболее эффективным решением стал биологический контроль с использованием вирусов:
- Вирус миксомы и калицивирус кроликов (RHDV) значительно сократили численность популяций (более чем на 90% в некоторых районах).
- Вирусы распространяются насекомыми и вызывают повторные вспышки, не требуя ежегодного применения человеком.
- Они сэкономили австралийскому сельскому хозяйству более 70 млрд долларов.
Необходимость новых штаммов
Вирусы — не инструмент полного уничтожения. Со временем у кроликов развивается устойчивость, и популяции восстанавливаются. Поэтому необходимы новые штаммы вирусов и стратегии биоконтроля, чтобы опережать эту эволюционную гонку.
Прорыв в тестировании: органоиды
Долгое время изучение калицивирусов кроликов было затруднено из-за отсутствия надежной системы клеточных культур.
- В 2023 году CSIRO впервые за 40 лет продемонстрировал рост этих вирусов в органоидах — 3D-структурах из стволовых клеток, имитирующих орган.
- В новой работе, опубликованной в Journal of Virology, исследователи CSIRO усовершенствовали эту систему, сняв "ручной тормоз", сдерживавший производство вируса.
- Теперь система позволяет эффективно проводить репликацию вируса в больших объемах, серийное пассирование и углубленное тестирование.
Доктор Майкл Фрезе (вирусолог, CSIRO и Университет Канберры) о значении прорыва:
"По сути, вы экономите время и ресурсы... Определение концентрации инфекционных вирусных частиц теперь можно проводить в клеточной культуре, что значительно сокращает необходимость заражения лабораторных кроликов. Это позволит работать быстрее и эффективнее".
Дополнительные преимущества
Доктор Таня Страйв (старший главный научный сотрудник CSIRO) отмечает цели и перспективы:
Основная цель: резко сократить количество животных, необходимых для тестирования вирусов, и ускорить исследования.
Дополнительные возможности:
Стратегия на будущее
Эффективность биоконтроля ослабевает через 10–15 лет. Поскольку штамм RHDV2 появился в Австралии около 2014 года, сейчас ожидается рост численности кроликов.
- Текущая задача: отбор новых вариантов вирусов и тестирование их вирулентности и специфичности.
- Процесс от выбора кандидата до регистрации в качестве агента биоконтроля занимает 8–10 лет.
Разработка системы культур органоидов — часть Стратегии развития биоконтроля кроликов Австралии. Необходимо продолжать разрабатывать новые инструменты для применения каждые 15 лет, чтобы сохранить достигнутые успехи.
"Наши исследователи также начинают изучать новые технологии генетического контроля как альтернативную долгосрочную стратегию... Однако пока она разрабатывается, нам, возможно, потребуется несколько новых вирусов, чтобы контролировать численность кроликов", — отмечает Таня Страйв.
Исследование стало результатом сотрудничества CSIRO и Университета Канберры при поддержке Meat & Livestock Australia (MLA) и Министерства сельского хозяйства, рыболовства и лесного хозяйства Австралии (DAFF).