CC BY
9
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ БАКТЕРИОФАГОВОГО
ПРЕПАРАТА В РАЗЛИЧНЫЕ ПЕРИОДЫ ОНТОГЕНЕЗА ЦЫПЛЯТ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ЖИЗНЕСПОСОБНОСТИ И ПРОДУКТИВНОСТИ
Киселёв А.Л.1, Коренюга М.В.2, Сабрекова В.В.3 ®
1 2 3
Профессор, доктор биологических наук; ' ассистент.
Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА
имени К.И. Скрябина
Аннотация
В данной статье представлены данные по изучению поливалентного бактериофагового препарата в качестве безопасного и эффективного, по сравнению с антибиотиками, вида лечения бактериальных инфекций, также особенности взаимодействия фагов с патогенными микроорганизмами. Использование фаговой терапии позволяет повысить качество и безопасность продукции, повышает продуктивность птицы, увеличивает резистентность организма и сохранность цыплят бройлеров.
Ключевые слова: сельское хозяйство, бройлеры, птица, бактериофаги, антибиотики, экология.
Keywords: agriculture, broilers, poultry, bacteriophages, antibiotics, environment.
Повсеместное многолетнее использование антибиотиков привело к возникновению множественной лекарственной устойчивости бактериальных штаммов. На прошедшей в сентябре 2009 года в Стокгольме конференции «Инновационные задачи в области эффективности антибактериальных препаратов» было отмечено, что только в странах ЕС от инфекций, вызванных бактериями, имеющими множественную лекарственную устойчивость, умирает более 25 000 пациентов в год. По данным Infectious Diseases Society of America, стоимость полного цикла от разработки антибиотика до вывода нового препарата на рынок составляет более 800 миллионов долларов США. В конце 2009 года в Москве в рамках круглого стола «Эра антибиотиков заканчивается: альтернативные возможности в антибактериальной терапии» представителем ECDC и EMEA был особо отмечен тот факт, что в период с 70-х по 90-е годы прошлого века не было открыто ни одного нового класса антибиотиков. Лишь в 2000-х годах появились препараты класса циклических липопептидов и оксазолидинонов. Экономический ущерб, наносимый возникновением антибиотико-резистентных форм бактерий, исчисляется десятками и сотнями миллионов долларов. Например, в странах ЕС он составляет как минимум 1,5 млрд евро в год. [2,9-12]
Также большой экономический ущерб наносится сельскому хозяйству, в том числе промышленному птицеводству, который вызван антибиотикорезистентностью микроорганизмов, из-за большого отхода птицы и снижении продуктивности птицы.
В качестве выхода из сложившейся ситуации можно предложить применение биологических антисептиков прямого противобактериального действия — бактериофагов (фагов), открытых почти столетие назад.
Бактериофаги широко применялись для лечения различных заболеваний с 20-х годов ХХ века как в СССР, так и за рубежом. Однако с наступлением «эры антибиотиков» в 4050-е годы производство и применение фагов на Западе прекратилось. Препараты бактериофагов на сегодняшний день производятся лишь в России, Грузии и Польше. Последние данные свидетельствуют о возобновлении интереса к фаготерапии. [2,9-12]
® Киселёв А.Л., Коренюга М.В., Сабрекова В.В., 2017 г.
Бактериофаги лизируют бактериальные клетки, к которым специфичны, обеспечивая бактерицидный эффект. Механизм действия фагов состоит в проникновении и взаимодействии их с геномом клетки бактерии, что приводит к лизогенному или литическому эффекту. При литическом типе инфекции бактериофаги в бактерии сразу начинают размножаться, быстро разрушая клетку. При лизогенном взаимодействии геном фага внедряется в геном бактерии и передается из поколения в поколение. При этом, время от времени в бактериальных клетках синтезируются вирионы, лизирующие эти клетки и выходящие затем во внешнюю среду.
Бактериофаги подразделяются на вирулентные и умеренные, в зависимости от характера взаимодействия с микробной клеткой. Вирулентные фаги вызывают литический эффект, а умеренные - лизогенный. При взаимодействии вирулентных фагов с бактерией выделяют несколько стадий — адсорбцию, проникновение, биосинтез нуклеиновой кислоты и белков, сборку и выход из клетки с ее разрушением. Взаимодействие вирулентных фагов завершается лизисом бактериальной клетки и выходом из нее новых фаговых частиц. В результате такого цикла размножения, длящегося 30-40 минут может образоваться до 200 фаговых частиц. Литические формы фагов есть основной элемент биологической борьбы с бактериальной инфекцией. Их поиск и изучение свойств представляют большой интерес. [7,10-165;2, 3-142]
Умеренные бактериофаги, в свою очередь, инфицируют клетку, но не вызывают ее лизиса. ДНК бактериофага, попавшая в клетку, интегрирует с ее генетическим аппаратом (профаг) и передается по наследству от клетки к клетке. Под действием различных факторов может происходить превращение профага в вегетативную форму, сопровождающуюся размножением бактериофага, лизисом клетки и выходом фагов. [3,141-145]
Такие преимущества бактериофагов, как абсолютная безвредность, как для животных, так и для человека (бактериофаг выводится из организма, если в нем нет бактерии, не нарушая нормальную микрофлору организма), и то, что к ним у бактерий не развивается резистентность, позволяет сделать вывод, что за такими препаратами будущее. [1,7-8]
Самое главное достоинство фагов — это возможность их мутировать вслед за бактерией, то есть не потребуется дополнительных затрат на разработку новых противомикробных препаратов. Это достоинство фагов, в скором времени, позволит фаготерапии стать прорывом в борьбе с инфекционными заболеваниями и занять ту нишу, где несостоятельна современная иммунотерапия.
Отдельные попытки использования различных бактериофагов при инфекционных болезнях животных были предприняты в 20-30-х годах. Д'Эрелль пытался использовать фаги при пуллорозе-тифе у кур. И.Ф. Квеситадзе применил бактериофаг для лечения 6 000 больных сальмонеллёзом телят. Эффективность фаготерапии сальмонеллёзных телят в отдельных хозяйствах достигала 90-100%. К.Н. Шерстобаев использовал бактериофаг для лечения и профилактики колибактериоза поросят. При лечении 4 964 поросят было отмечено выздоровление у 95,6 % животных.[6,54-59]
Ведутся разработки принципиально новых препаратов на основе бактериофагов и полимеров. Активные полимеры сами по себе применяются в терапии различных заболеваний, а в сочетании с препаратами бактериофагов представляется возможным значительно расширить область применения подобных комбинированных препаратов и повысить эффективность терапевтического воздействия. Планируется выпуск препаратов в виде мазей, гелей, линиментов и активных пленок с бактериофагами.
Представляются перспективными работы в направлении конструирования препаратов на основе продуктов жизнедеятельности бактериофагов. Фаги синтезируют обязательные для разрушения клеточной стенки бактерий продукты — комплекс литических ферментов — эндолизины. Эндолизины обладают действием антибиотиков, разрушая бактерии при прямом контакте, и их применение приводит к почти мгновенному лизису. Запланирован ряд совместных разработок со специалистами в области фаговых эндолизинов по выделению,
синтезу современными методами генной инженерии и производству препаратов эндолизинов. [4,10-13]
Бактериофаговое производство уникально и перспективно. Оно открывает новые горизонты в медицине и биотехнологии. Создание отечественной коллекции бактериофагов - это только начало пути развития бактериофагии. [5,73-77]
Нами была разработана методика проведения производственной проверки применения, в профилактических целях, оптимальной дозы бактериофагового препарата взамен традиционной антибиотикотерапии. В условиях реального производственного процесса на птицеводческих площадках с различными условиями содержания и откорма цыплят бройлеров, в зависимости от кросса птицы, способа и срока выращивания цыплят бройлеров, сроков и видов профилактических мероприятий, а также эпизоотической картины хозяйства.
Также были проведены производственные проверки сравнения оптимальной дозы поливалентного бактериофагового препарата и традиционной антибиотикотерапии применяемой на птицефабриках.
Целью исследований было определение эффективности применения
бактериофагового препарата в различные периоды онтогенеза цыплят для повышения их жизнеспособности и продуктивности.
Данные по изучение прироста живой массы цыплят-бройлеров и их сохранности показаны в приведенных таблицах ниже 1 и 2.
Таблица 1
Прирост живой массы цыплят-бройлеров, г
Возраст, сутки
35
ы н г г
ч, о ,т
Группа 1 7 14 21 28 35 тс уо £ ^ ж к нр дп еп р С
яа К 49,5± 150,0± 426,5± 847,5± 1388,5± 1966,5± 54,77
Л л о рт н 0,10 6,87 15,2 12,31 11,09 27,80
о
47,5± 177,5± 460,5± 965,5± 1529,5± 2204,0± 61,61
К т ы 0,01 5,21 11,37 19,42 22,86 63,15
п О
Не смотря на то, что живая масса суточных цыплят в контрольной группе была выше на 4 %, прирост живой массы в опытной группе уже к 7 суточному возрасту был выше контрольной на 18,33 %. Данная тенденция сохранилась и в дальнейшем. К 14-, 21-, 28 суточному возрасту прирост живой массы повысился на 7,9%, 13,92% и 10,2% по сравнению с контрольной.
Живая масса к моменту убоя в опытной группе составила 2204,0 г, что превышает данный показатель по контрольной группе на 12 %.
Среднесуточный прирост живой массы цыплят-бройлеров в период с 1- до 35-суточного возраста в опытной группе был выше контрольной на 12,48%.
Таблица 2
Динамика сохранности цыплят, %
\ 1- ■7 8 -14 15-21 22-28 29-35 За весь период
Возраст, сутки Группа \ Сохранность, % Падеж, гол Сохранность, % Падеж, гол Сохранность, % Падеж, гол Сохранность, % Падеж, гол Сохранность, % Падеж, гол Сохранность, % Падеж, гол
яа н л л о 99,6 99,7 00 99,8 VO 99,8 о 99,6 8 (N 98,7 о 4
рт н о ^
5 К т 99,6 т 99,7 00 99,8 99,7 о 99,2 8 2 98,3 о m 6
ы п О
Сохранность цыплят в течение всего периода выращивания была достаточно высокой
в опытной группе и составила 98,3 %.
Литература
1. Е.С. Крупкина - Будущее за бактериофагами // «Медицинский алфавит».-2010.-№4.-с.7-8
2. И. В. Красильников, К. А. Лыско, А. К. Лобастова - Лечебно-профилактические препараты бактериофагов: современное состояние применения и производства // «Медицинский алфавит».-2010.-№4.-с.9-12
3. И.В Чиркова, Н.В. Пименов - Биологические свойства бактериофагов phagum salmonella typhimurium и их использование в борьбе с сальмонеллезом птиц // Ветеринарная патология.-2008.- № 4.-с. 141-145
4. И. Красильников, А. Влобастова, А. Клыскок - Некоторые аспекты современного состояния и перспективных направлений развития производства и применения лечебно профилактических препаратов бактериофагов //«Биопрепараты. Профилактика. Диагностика. Лечение».-2010.-№2.-10-13
5. Д.Д. Недорезова - Бактериофаги: современный способ лечения бактериальных заболеваний современные тенденции развития науки и технологий //Современные тенденции развития науки и технологий.-2015.-№2-1.-с.73-77
6. В.В. Нифонтова, Е.О. Чугунова - Получение бактериофагов и их применение в ветеринарии // Вестник пермского научного центра.-2015.-2.-с.54-59
7. Р. Стейниер, Э. Эдельберг, Дж. Ингрэм - Мир микробов // т. 2.-1979. -с.165
8. Г. Шлегель - Общая микробиология // 1987. - с.142
