Технология обнаружения туберкулёза КРС на месте может помочь в борьбе с болезнью

Прорывное исследование позволило создать первый прямой, эмпирический, основанный на анализе крови и применимый прямо на ферме тест для диагностики туберкулёза крупного рогатого скота (ТБ КРС). Это может избавить фермеров и агропромышленный комплекс от дорогостоящих карантинов и массового забоя животных, инфицированных этой легко распространяющейся болезнью.

«Мы адаптировали тест, изначально разработанный для человеческого туберкулёза, для туберкулёза КРС. Это была особая задача, поскольку болезнь у коров вызывается другим видом патогена», — пояснила Харшини Мукундан, руководитель группы «Химия для биомедицинских применений» в Лос-Аламосской национальной лаборатории.

ТБ КРС вызывает Mycobacterium bovis. Болезнь легко распространяется в больших стадах, что периодически приводит к карантину и уничтожению тысяч голов скота в США, Канаде и других странах, а также ограничивает международные поставки. Существующий кожный тест для выявления заражения у коров может давать неоднозначные результаты из-за цвета кожи животных, факторов окружающей среды и предыдущих тестов. Кроме того, собрать стадо для проведения теста, а затем снова через 48 часов для оценки его результатов — само по себе сложная задача.

Идея применения метода для КРС возникла в ходе обсуждений между исследователями Лаборатории и учёными из Департамента здравоохранения Нью-Мексико, которые осознавали потребность фермеров в быстром обнаружении болезни для отправки стад.

Принцип работы нового теста

При заражении человека M. tuberculosis в крови появляется биомаркер липоарабиноманнан (LAM). Однако его сложно обнаружить, так как LAM — это липид, «жирная» молекула, которая не смешивается с водянистой кровью и ускользает от обычных методов тестирования.

Команда из Лос-Аламоса разработала новый анализ — захват липопротеинов, — который использует взаимодействие LAM с липопротеинами хозяина (такими как HDL и LDL, измеряемые при анализе холестерина) и таким образом позволяет обнаружить его в крови. В сочетании с высокочувствительным волноводным оптическим биосенсором этот метод эффективно выявляет «жирные» биомаркеры, связанные с такими болезнями, как туберкулёз, пищевые отравления, проказа и другие.

У коров инфекция M. bovis выделяет похожий биомаркер — липоманнан (LM). Команда адаптировала человеческий тест для обнаружения LM, что открывает возможность создания молекулярного теста для применения прямо на ферме.

Ключевые результаты исследования:

• Команда может напрямую измерять биомаркеры патогена в крови коров, что позволяет специалистам отличать простое воздействие от реальной инфекции.
• Это первый профиль биомаркера LM в крови КРС, построенный за полный годичный период.
• Одни и те же анализы, применяемые к людям, теперь можно использовать для оценки крупного рогатого скота, слонов и других видов, что соответствует глобальной стратегии «Единое здоровье» в диагностике.

Что дальше?

«Мы надеемся работать с Советом по животноводству Нью-Мексико и Министерством сельского хозяйства США (USDA), чтобы оценить зараженных животных в реальных условиях», — сказала Мукундан.

«Было бы замечательно, если анализ можно адаптировать для быстрого теста прямо на ферме, который могли бы использовать фермеры и ветеринары для эффективной диагностики туберкулёза КРС», — добавила она.