CC BY
18УДК 619:616.993.192 Б01 10.56660/77368_2023_6_91
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЦР ТЕСТ-СИСТЕМ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ В ВЕТЕРИНАРИИ
Святогорова Александра Евгеньевна, младший научный сотрудник, к.с.-х.н., ORCID: 0000-0003-4233-1740, SPIN-код: 2369-0027, AuthorID: 719399 Чекрышева Виктория Владимировна, директор, к.в.н., доцент, ORCID: 0000-0002-6975-9758, SPIN-код: 5247-5424, АиШогГО: 810594
Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский ветеринарный институт - филиал федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный Ростовский аграрный научный центр»
Аннотация. Лабораторные диагностические исследования широко применяются для определения различных инфекционных заболеваний животных. Благодаря этому, ветеринарными специалистами в настоящее время используются молекулярно-генетические методы анализа, которые включают в себя диагностику заболеваний с помощью ПЦР (полимеразную цепную реакцию) и ПЦР^еаШте (полимеразную цепную реакцию в режиме реального времени). Использование данных методов позволяет проводить качественные исследования биологического материала при подозрении на заражение животных различными вирусными и бактериальными агентами. ПЦР и ПЦР- RealTime также способствуют своевременному предоставлению информации о количественной оценке содержания вирусов в тканях, органах или в организме. С помощью такой информации ветеринарные специалисты могут давать оценку патогенетической динамики развития заболевания, а также следить за эффектом антивирусной и антибактериальной терапии, отслеживать возникновение вариантов возбудителей с высокой резистентностью к используемым препаратам. В лабораторной практике ветеринарных работников для диагностики широкого спектра инфекционных заболеваний
животных использование полимеразной цепной реакции в режиме реального времени является необходимым и востребованным.
Ключевые слова: генетика, полимеразная цепная реакция, диагностика заболеваний, ветеринарная медицина, животные
THE USE OF PCR TEST SYSTEMS FOR THE DIAGNOSIS OF DISEASES
IN VETERINARY MEDICINE
Svyatogorova Alexandra Evgenievna, junior researcher, PhD, ORCID: 00000003-4233-1740, SPIN-code: 2369-0027, AuthorlD: 719399 Chekrysheva Viktoria Vladimirovna, Director, PhD, Associate Professor, ORCID: 0000-0002-6975-9758, SPIN-code: 5247-5424, AuthorlD: 810594
«North-Caucasus Zonal Scientific Research Veterinary Institute» - Branch of the Federal State Budget Scientific Institution «Federal Rostov Agricultural Research _Centre»_
Annotation. Laboratory diagnostic tests are widely used to determine various infectious diseases of animals. Due to this, veterinary specialists are currently using molecular genetic analysis methods, which include the diagnosis of diseases using PCR (polymerase chain reaction) and PCR -RealTime (polymerase chain reaction in real time). The use of this method makes it possible to conduct qualitative studies of biological material in case of suspected infection of animals with various viral and bacterial agents. PCR- RealTime also contributes to the timely provision of information on the quantitative assessment of the content of viruses in tissues, organs or in the body, with which veterinary specialists can assess the pathogenetic dynamics of the development of the disease, as well as monitor the effect of antiviral and antibacterial therapy, monitor the occurrence of variants of pathogens with high resistance to the drugs used. In the laboratory practice of veterinary workers for the diagnosis of a wide range of infectious diseases of animals, the use of polymerase chain reaction in real time is necessary and in demand.
Keywords: genetics, polymerase chain reaction, disease diagnostics, veterinary medicine, animals
Введение. В современной ветеринарной практике большую роль играет лабораторная диагностика, как один из основных инструментов постановки диагноза при различных заболеваниях [2, 3]. Одной из приоритетных задач ветеринарного специалиста - проведение исследований в максимально короткие сроки с получением точного результата [5].
Внедрение в лабораторную практику полимеразной цепной реакции в режиме реального времени позволило значительно расширить возможности диагностики инфекционных заболеваний [1].
Цель ветеринарного специалиста: с помощью тест-систем, используемых в ПЦР диагностике, быстро и точно принимать верные решения при постановке диагноза, проводить дифференциальную диагностику заболеваний, своевременно начинать специфическое лечение животного, определить напряжённость иммунитета, избежать вакцинации инфицированных животных и распространения инфекции.
Материалы и методы. Для проведения ПЦР - диагностики у животных с клиническими признаками заболеваний необходимо взять пробы биоматериала (выделения из носа, конъюнктивы и влагалища, кровь, кал, биопсия ткани) [4]. Далее, в зависимости от требований инструкции тест-системы для определения того или иного заболевания, материал либо необходимо заморозить и доставить в лабораторию в термосе со льдом для проведения диагностических исследований методом полимеразной цепной реакции, либо доставить материал в переносном холодильнике. С помощью метода полимеразной цепной реакции произвести копирование участка нуклеиновой кислоты - ДНК или РНК возбудителя инфекционной болезни для накопления в пробирке значительного количества генетического материала патогена, чтобы его определить.
Для проведения данных исследований в работе используются коммерческие тест-системы для диагностики различных болезней животных.
Полимеразную цепную реакцию проводят в специальном приборе -амплификаторе, с помощью которого происходит изменение температурного
режима пробирок с реакционной смесью [7, 8]. Время протекания реакции -два-три часа, в течение которого происходит 30-40 циклов удвоения нужного участка ДНК. Каждый цикл состоит из трех стадий:
- нагрева до 94-95 градусов для расплетения спирали ДНК;
- охлаждения до 50-68 градусов для связи затравок с ДНК-матрицей;
- и нагрева до 72 градусов для комплементарного достраивания ДНК с помощью фермента полимераза.
После 40 циклов из одного образца ДНК образуется 10 (12) копий.
Далее полученные в ходе амплификации копии дезоксо-рибонуклеиновой кислоты отравляются на гибридизационно-флуоресцентную детекцию в режиме реального времени, или с помощью электрофоретической детекции [6, 9].
Результат проведенного метода полимеразной цепной реакции позволяет выявлять даже единичные бактерии или вирусы, причем, если изначально генетический материал был представлен всего одной молекулой нуклеиновой кислоты. Данный метод помогает обнаруживать возбудителей инфекционных заболеваний в тех случаях, когда другими методами это сделать невозможно. ПЦР - диагностика является прямым и точным методом диагностики, что способствует выявлению наличия генетического материала инфекционного агента: бактерии, вируса, грибка или простейшего [10].
Метод полимеразной цепной реакции обладает высокой чувствительностью и специфичностью и может быть использован для проведения экспресс - диагностики инфекционных болезней животных, что значительно повысит эффективность проводимых лечебных мероприятий в ветеринарных клиниках. Также данный метод позволяет в короткие сроки поставить точный диагноз, что дает возможность практикующему ветеринарному врачу выработать и определить курс эффективной терапии домашних животных.
Литература
1. Доронин М. И., Лозовой Д. А., Щербаков А. В., Макаров В. В. Применение метода ПЦР в режиме реального времени в ветеринарной практике // Российский ветеринарный журнал. - 2020. - № 2. - С. 5-12.
- DOI 10.32416/2500-4379-2020-2-5-12. - EDN GHGJJS.
2. Глотов А. Г., Нефедченко А. В., Глотова Т. И., Котенева С. В. Разработка ПЦР в режиме реального времени для идентификации пестивируса Н крупного рогатого скота. Молекулярная диагностика // Молекулярная диагностика, Москва, 09-11 ноября 2021 года / Коллектив авторов. - Москва: ООО Фирма "Юлис", 2021. - С. 178-179.
- EDN CDLAUO.
3. Глотова, Т. И., Семенова О. В., Глотов А. Г. Распространение Feline calicivirus среди кошек и его филогенетический анализ. Молекулярная диагностика // Молекулярная диагностика, Москва, 09-11 ноября 2021 года / Коллектив авторов. - Москва: ООО Фирма "Юлис", 2021. - С. 184-185. - EDN ITBAFI.
4. Глотова Т. И., Нефедченко А. В., Котенева С. В., Глотов А. Г. ПЦР в диагностике инфекционных болезней кошек // Молекулярная диагностика 2017 : сборник трудов IX Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Москва, 18-20 апреля 2017 года. - Москва: ООО фирма «Юлис», 2017. - С. 363-364. -EDN ZOIGZB.
5. Нефедченко А. В., Глотов А. Г., Котенева С. В., Глотова Т. И. Выявление и количественная оценка вирусных и бактериальных возбудителей респираторных болезней крупного рогатого скота при помощи ПЦР в реальном времени // Сельскохозяйственная биология. -2021. - Т. 56. - № 4. - С. 695-706. - DOI 10.15389/agrobiology.2021.4.695rus. - EDN SPTTQP.
6. Святогорова, А. Е. Влияние генетического полиморфизма гена POU1F1 на откормочные и мясные качества свиней породы дюрок / А. Е. Святогорова // Неделя науки 2015 : Сборник тезисов, Ростов-на-Дону, 20-24 апреля 2015 года. - Ростов-на-Дону: Южный федеральный университет, 2015. - С. 10-13. - EDN GFEDJL.
7. Святогорова А. Е., Третьякова О. Л., Гетманцева Л. В., Святогоров Н. А., Клименко А. И. Влияние полиморфизма гена MC4R на откормочные и мясные качества свиней / Известия НВ АУК. 2022. 2 (66). 298-306. DOI: 10.32786/2071-9485-2022-02-37.
8. Святогорова А. Е., Третьякова О. Л., Гетманцева Л. В., Святогоров Н. А. Исследование ядерного гена гипофизарного фактора транскрипции и его влияние на племенную ценность свиней / Сборник научных трудов Краснодарского научного центра по зоотехнии и ветеринарии. - 2022. -Т. 11. - № 1. - С. 327-331. - DOI 10.48612/sbornik-2022-1-83. - EDN KECCGC.
9. Святогорова А. Е., Усатов А. В., Третьякова О. Л., Гетманцева Л. В. Влияние генетического полиморфизма гена MC4R на откормочные и мясные качества свиней породы дюрок / Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины : Материалы VI Международной научно-практической конференции, Ростов-на-Дону, 01-03 октября 2015 года. - Ростов-на-Дону: Южный федеральный университет, 2015. - С. 105-106. - EDN ZEODDZ.
10. Святогорова А. Е., Чекрышева В. В. Перспективы генетического исследования в ветеринарной практике // Ветеринария Северного Кавказа. - 2022. - № 4. - С. 34-40. - DOI 10.56660/77368_2022_4_39. -EDN ZLWVZB.
References
1. Doronin M. I., Lozovoy D. A., Shcherbakov A.V., Makarov V. V.
Application of the real-time PCR method in veterinary practice // Russian
Veterinary Journal. - 2020. - No. 2. - pp. 5-12. - DOI 10.32416/2500-43792020-2-5-12. - EDN GHGJJS.
2. Glotov A. G., Nefedchenko A.V., Glotova T. I., Koteneva S. V. Development of real-time PCR for identification of pestivirus H in cattle. Molecular diagnostics // Molecular Diagnostics, Moscow, November 09-11, 2021 / A team of authors. - Moscow: LLC Firm "Yulis", 2021. - pp. 178-179.
- EDN CDLAUO.
3. Glotova, T. I., Semenova O. V., Glotov A. G. Distribution of Feline calicivirus among cats and its phylogenetic analysis. Molecular diagnostics // Molecular Diagnostics, Moscow, November 09-11, 2021 / A team of authors.
- Moscow: LLC Firm "Yulis", 2021. - pp. 184-185. - EDN ITBAFI.
4. Glotova T. I., Nefedchenko A.V., Koteneva S. V., Glotov A. G. PCR in the diagnosis of infectious diseases of cats // Molecular diagnostics 2017 : proceedings of the IX All-Russian Scientific and Practical Conference with international participation, Moscow, April 18-20, 2017. - Moscow: LLC firm "Yulis", 2017. - pp. 363-364. - EDN ZOIGZB.
5. Nefedchenko A.V., Glotov A. G., Koteneva S. V., Glotova T. I. Identification and quantitative assessment of viral and bacterial pathogens of respiratory diseases of cattle using real-time PCR // Agricultural biology. - 2021. - Vol. 56. - No. 4. - pp. 695-706. - DOI 10.15389/agrobiology.2021.4.695rus. -EDN SPTTQP.
6. Svyatogorova, A. E. The influence of genetic polymorphism of the POU1F1 gene on the fattening and meat qualities of Duroc pigs / A. E. Svyatogorova // Science Week 2015 : Collection of abstracts, Rostov-on-Don, April 20-24, 2015. - Rostov-on-Don: Southern Federal University, 2015. - pp. 10-13. -EDN GFEDJL.
7. Svyatogorova A. E., Tretyakova O. L., Getmantseva L. V., Svyatogorov N. A., Klimenko A. I. Influence of MC4R gene polymorphism on fattening and meat qualities of pigs / Izvestiya NV AUK. 2022. 2 (66). 298-306. DOI: 10.32786/2071 -9485-2022-02-37.
8. Svyatogorova A. E., Tretyakova O. L., Getmantseva L. V., Svyatogorov N. A. Investigation of the nuclear gene of the pituitary transcription factor and its effect on the breeding value of pigs / Collection of scientific papers of the Krasnodar Scientific Center for Animal Science and Veterinary Medicine. -2022. - Vol. 11. - No. 1. - pp. 327-331. - DOI 10.48612/sbornik-2022-1-83 . - EDN KECCGC.
9. Svyatogorova A. E., Usatov A.V., Tretyakova O. L., Getmantseva L. V. The influence of genetic polymorphism of the MC4R gene on the fattening and meat qualities of Duroc pigs / Actual problems of biology, nanotechnology and medicine : Proceedings of the VI International Scientific and Practical Conference, Rostov-on-Don, October 01-03, 2015. - Rostov-on-Don: Southern Federal University, 2015. - pp. 105-106. - EDN ZEODDZ.
10. Svyatogorova A. E., Chekrysheva V. V. Prospects of genetic research in veterinary practice // Veterinary Medicine of the North Caucasus. - 2022. -No. 4. - pp. 34-40. - DOI 10.56660/77368_2022_4_39. - EDN ZLWVZB.
