Өзектілігі

Бабезиоз – Babesia тұқымдасының, Piroplasmida отрядының, Babesiidae тұқымдасының қарапайым паразиттері тудыратын кене арқылы таралатын инфекция. Babesia тұқымдасының өкілдері тарихи эволюциялық табысқа ие болды, нәтижесінде қазіргі уақытта сүтқоректілер мен құстарда анықталған Babesia spp-нің 100-ден астам түрі анықталды. Сиыр бабезиозы – жоғары өліммен сипатталатын жіті және тұрақты ауру. Ірі күйіс қайыратындарда мыналар анықталады: Babesia bovis (B.bovis), Babesia bigemina (B. bigemina), Babesia occultans, Babesia divergens, Babesia ovata, Babesia odocoilei және Babesia capreoli.  Қытайдағы буйволдардың Babesia orientalis түрінен туындаған бабезиозы сипатталған. Бабезиозбен ауыратын ірі қара малдарда жиі кездесетін түрі B.bovis және B.bigemina болып табылады. Жедел инфекциядан аман қалған жануарлар паразиттің ұзақ мерзімді асимптоматикалық тасымалдаушыларына айналады. Осылайша, тұрақты ауруға шалдыққан жануарлар кене инфекциясының тұрақты көзі болып табылады және табын иммунитетін сақтайды. Бабезиозды диагностикалаудың дәстүрлі әдістерінің бірі – қоздырғыштың мерозоиттерін анықтау үшін боялған қан жағындыларын микроскопиялау. Бұл салыстырмалы түрде қарапайым сынақ және инфекцияның жедел жағдайларын анықтай алады, бірақ паразитемияның төмен деңгейінде шектеулі қолданылады. Морфологиялық ерекшеліктеріне қарай бабезияны гемоспоридиялардың басқа түрлерінен ажырату кезінде де қиындықтар туындауы мүмкін.

Мақсаты

Жобаның мақсаты – Қазақстандағы Babesia spp түрінің әртүрлілігін зерттеу және ірі қара мал бабезиозының дифференциалды диагностикасы үшін ПТР тест жүйесін әзірлеу.

Күтілетін нәтижелер

Идея – Қазақстандағы Babesia spp түрінің әртүрлілігін зерттеу және ірі қара мал бабезиозын диагностикалау үшін ПТР тест жүйесін жасау. Babesia тұқымдық құрамы туралы өзекті мәліметтерді алу үшін Қазақстанның әртүрлі аймақтарынан ірі қара малдың толық қанынан алынған ДНҚ үлгілеріне және кене суспензияларына сынау жүргізіледі. Анықталған Babesia түрлері үшін праймерлер мен флуоресцентті зондтар таңдалып, ПТР реакциясының шарттары оңтайландырылатын болады. Әзірленген шарттар нақты уақыт режимінде анықтаумен ПТР әдісін қолдана отырып, ірі қара мал бабезиозын анықтау және саралау үшін ПТР сынақ жүйесінің зертханалық прототипіне негіз болады. Қорытынды кезеңде ПТР сынақ жүйесінің зертханалық әзірленген прототипінің сезімталдығы мен ерекшелігін бағалау жүргізіледі және кейіннен енгізу үшін зертханалық ережелер әзірленеді.

Жобаның жетекшісі

Ахметова Асель Еркиновна – Жоба жетекшісі, 32 жаста, PhD докторы, Ұлттық биотехнология орталығында қолданбалы генетика зертханасының аға ғылыми қызметкері. Хирш индексі = 4 (Scopus). Ғылыми жұмыс өтілі: 9 жыл. Ғылыми қызығушылықтары: молекулярлық эпидемиология, диагностикалық тест-жүйелерді әзірлеу, эпизоотология, микробиология, молекулалық биология, келесі ұрпақ секвенирлеу әдістерін қолдану. Жоба аясында жалпы басшылықты қамтамасыз етеді. Эксперимент дизайнын анықтауға, ПТР хаттамаларын әзірлеуге, зерттеу нәтижелері бойынша қажетті есептер мен ғылыми жарияланымдарды дайындауға қатысады.
https://orcid.org/0000-0003-2206-7890
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56736565400

Жобаның тақырыбына қатысты жобаның ғылыми жетекшісінің негізгі жарияланымдары туралы ақпарат

1. Akhmetova, A., Guerrero, J., McAdam, P., Salvador, L. C. M., Crispell, J., Lavery, J., Presho, E., Kao, R. R., Biek, R., Menzies, F., Trimble, N., Harwood, R., Pepler, P. T., Oravcova, K., Graham, J., Skuce, R., du Plessis, L., Thompson, S., Wright, L., Byrne, A. W.Allen, A. R. (2023). Genomic epidemiology of Mycobacterium bovis infection in sympatric badger and cattle populations in Northern Ireland. Microb Genom, 9(5). doi:10.1099/mgen.0.001023 Web of Science: Q2; Scopus: 6.0 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 69.
2. Shevtsov A., Ramanculov E., Shevtsova E., Kairzhanova A., Tarlykov P., Filipenko M., Dymova M., Abisheva G., Jailbekova A., Kamalova D., Chsherbakov A., Tulegenov S., Akhmetova A., Sytnik I., Karibaev T., Mukanov K. (2015). Genetic diversity of Brucella abortus and Brucella melitensis in Kazakhstan using MLVA-16. Infect Genet Evol, (34) 173-80 DOI: 10.1016/j.meegid.2015.07.008 Web of Science: Q3; Scopus: 7.5 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 89.
3. Shevtsova E., Shevtsov A., Mukanov K., Filipenko M., Kamalova D., Sytnik I., Syzdykov M., Kuznetsov A., Akhmetova A., Zharova M., Karibaev T., Tarlykov P., Ramanculov E. (2016). Epidemiology of Brucellosis and Genetic diversity of Brucella abortus in Kazakhstan. PLoS ONE, 11 (12). DOI10.1371/journal.pone.0167496 Web of Science: Q2; Scopus: 6.0 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 87.
4. De Nardi, M., Léger, A., Stepanyan, T., Khachatryan, B., Karibayev, T., Sytnik, I., Tyulegenov, S., Akhmetova, A., Nychyk, S., Sytiuk, M., Nevolko, O., Datsenko, R., Chaligava, T., Avaliani, L., Parkadze, O., Ninidze, L., Kartskhia, N., Napetvaridze, T., Asanishvili, Z., Khelaia, D., Menteshashvili, I., Zadayan, M., Niazyan, L., Mykhaylovska, N., Brooks, B. R., Zhumabayeva, G., Satabayeva, S., Metreveli, M., Gallagher, T. & Obiso, R. (2017). Implementation of a Regional Training Program on African Swine Fever As Part of the Cooperative Biological Engagement Program across the Caucasus Region. Front Vet Sci, 4, 164. DOI10.3389/fvets.2017.00164 Web of Science: Q1; Scopus: 3.8 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 84.
5. Crispell, J., Benton, C. H., Balaz, D., De Maio, N., Ahkmetova, A., Allen, A., Biek, R., Presho, E. L., Dale, J., Hewinson, G., Lycett, S. J., Nunez-Garcia, J., Skuce, R. A., Trewby, H., Wilson, D. J., Zadoks, R. N., Delahay, R. J., Kao, R. R. (2019). Combining genomics and epidemiology to analyse bi-directional transmission of Mycobacterium bovis in a multi-host system. eLife, 8, e45833. https://doi.org/10.7554/eLife.45833 Web of Science: Q1; Scopus: 12.3 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 89.

Камалова Динара Камаловна – 36 жаста, магистр, PhD докторанты, Ұлттық биотехнология орталығында қолданбалы генетика зертханасының ғылыми қызметкері. Хирш индексі=3 (Scopus).  10 жыл ғылыми зерттеу тәжірибесі. Ғылыми қызығушылықтары: жұқпалы ауруларды диагностикалау үшін диагностикалық тест-жүйелерді жасау, MLVA және MLST әдістерін қолданып генотиптеу. Жоба аясында ол ПТР тест-жүйелерін әзірлеуге және гендік идентификацияға, праймерді жобалауға, ПТР енгізуге және секвенирлеуге қатысады..
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56736413900
Kamalova D (0000-0002-8444-3305) – ORCID

Каиржанова Алма Дуйсенбайқызы – 34 жаста, PhD докторанты, Ұлттық биотехнология орталығында қолданбалы генетика зертханасының ғылыми қызметкері. Хирш индексі (Scopus) = 2. Ғылыми жұмыс тәжірибесі 12 жыл. Зерттеу бағыты: қанның паразиттік ауруларын диагностикалау үшін ПТР әзірлеу, секвенирлеу. Жоба аясында ол ПТР хаттамаларын әзірлеуге және нақты уақыт режимінде ПТР тест-жүйелерінің ерекшелігі мен сезімталдығын бағалауға қатысады..
https://orcid.org/0000-0002-9864-2700
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56737034300).

Кадырова Мадина Есенбаевна – 25 жаста, магистрант, Ұлттық биотехнология орталығында қолданбалы генетика зертханасының лаборанты.  Ғылыми жұмыс өтілі 2 жыл. Зерттеу саласы: нуклеин қышқылының экстракциясы, ПТР дамуы, Сэнгер секвенциясы. Жоба ДНҚ экстракциясын, нақты уақыттағы ПТР көмегімен ірі қара және ұсақ малдардан алынған үлгілерді зерттеуді, көлденең электрофорезді орнатуды және ПТР өнімдерін тазартуды қамтиды.
https://orcid.org/0000-0002-9079-8743

Тұрсұнбай Найля Ерланқызы – 23 жаста, магистрант, Ұлттық биотехнология орталығында қолданбалы генетика зертханасының лаборанты. Ғылыми жұмыс өтілі 2 жыл. Зерттеу саласы: нуклеин қышқылының экстракциясы, ПТР дамуы, Сэнгер секвенциясы. Жобаның бір бөлігі ретінде ол ПТР, нақты уақыттағы ПТР, ПТР өнімдерін тазарту және секвенирлеуді орнатуға қатысады.
https://orcid.org/0000-0002-6604-4247

Островский Александр Сергеевич – 23 жаста, магистрант, биотехнология орталығында қолданбалы генетика зертханасының лаборанты. Ғылыми жұмыс өтілі 1 жыл. Зерттеу бағыты: жұқпалы ауруларды диагностикалау үшін ПТР әзірлеу, тест-жүйелердің тиімділігін бағалау. Жобаның бір бөлігі ретінде ол ПТР, нақты уақыттағы ПТР, ПТР өнімдерін тазарту және секвенирлеуді орнатуға қатысады.
https://orcid.org/0009-0006-8139-8285

Зерттеу тобы мүшелерінің жарияланымдары

1. Abeev, A., Zhylkibayev, A., Kamalova, D., Kusheva, N., Nusupbaeva, G., Tleumbetova, N., Smagul, M., Beissenova, S., Aubakirova, S., Kassenova, Z., Demessinova, B., Amanbayev, A., Ramankulov, Y., Shevtsov, A. Epidemiological outbreaks of measles virus in Kazakhstan during 2015. Japanese journal of infectious diseases (2018): JJID-2017. https://doi.org/10.7883/yoken.JJID.2017.565  Scopus: 4.1 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 51
2. Shevtsova, E., Shevtsov, A., Mukanov, K., Filipenko, M., Kamalova, D., Sytnik, I., Syzdykov, M., Kuznetsov, A., Akhmetova, A., Zharova, M., Karibaev, T., Tarlykov, P., Ramanculov, E. Epidemiology of brucellosis and genetic diversity of Brucella abortus in Kazakhstan. PLoS One 11.12 (2016):e0167496.  https://doi.org/10.1371/journal.pone.0167496  Scopus: 6.0 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 87.
3. Shevtsov, A., Ramanculov, E., Shevtsova, E., Kairzhanova, A., Tarlykov, P., Filipenko, M., Dymova, M., Abisheva, G., Jailbekova, A., Kamalova, D., Chsherbakov, A., Tulegenov, S., Akhmetova, A., Sytnik, I., Karibaev, T., Mukanov, K. Genetic diversity of Brucella abortus and Brucella melitensis in Kazakhstan using MLVA-16. Infection, Genetics and Evolution 34 (2015): 173-180. https://doi.org/10.1016/j.meegid.2015.07.008  Scopus: 7.5 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 89.
4. Kuibagarov, M., Zhylkibayev, A., Kamalova, D., Ryskeldina, A., Yerzhanova, N., Ramankulov, Y., et.all & Angelos, J. A. (2022). Genetic diversity of pilin from kazakh isolates of moraxella bovoculi. Adv. Anim. Vet. Sci, 10(11), 2376-2383. Scopus: 1.3 Cite score 2022; CiteScore percentile: 43.
5. Shevtsov, A., Aushakhmetova, Z., Amirgazin, A., Khegay, O., Kamalova, D., Sanakulova, B., Abdaliyev,A . Bayesheva, D.Seidullayeva, A .  Ramankulov, Y. (2022). Whole genome sequence analysis of Neisseria meningitidis strains circulating in Kazakhstan, 2017–2018. PLoS One, 17(12), e0279536. Web of Science Q1. Scopus: 6.0 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 87.
6. Kuibagarov, M., Zhylkibayev, A., Kamalova, D., Ryskeldina, A., Yerzhanova, N., Ramankulov, Y., Angelos, J. (2022). Genetic diversity of pilin from kazakh isolates of moraxella bovoculi. Adv. Anim. Vet. Sci, 10(11), 2376-2383. Scopus: 1.3 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 43.
7. Shevtsov V., Kairzhanova A., Shevtsov A., Shustov A., Kalendar R., Abdrakhmanov S., Lukhnova L., Izbanova U., Ramankulov Y., Vergnaud G. Genetic diversity of Francisella tularensis subsp. holarctica in Kazakhstan. PLoS Negl Trop Dis. 2021 May 17; 15(5):e0009419. doi: 10.1371/journal.pntd.0009419. Scopus: 7.2 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 88.
8. Kuibagarov M., Kairzhanova A., Vergnaud G., Amirgazin A., Lukhnova L., Izbanova U., Ramankulov Y., Shevtsov A. Draft Genome Sequence of the Strain Francisella tularensis subsp. mediasiatica 240, Isolated in Kazakhstan. Microbiol Resour Announc. 2020 Aug 27; 9(35):e00766-20. doi: 10.1128/MRA.00766-20. Scopus: 1.6 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 39.
9. Shevtsov, A., Cloeckaert, A., Berdimuratova, K., Shevtsova, E., Shustov, A. V., Amirgazin, A., Karibayev, T., Kamalova, D., Zygmunt, M. S., Ramanculov, Y., & Vergnaud, G. (2023). Brucella abortus in Kazakhstan, population structure and comparison with worldwide genetic diversity. Frontiers in microbiology, 14, 1106994. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1106994 Scopus: 7.8 CiteScore 2022; CiteScore percentile: 78.
10. Shevtsov A.B., Lutsay V.B., Kairzhanova A.D.,Lukhnova L.Yu., Kulatay T. Zh., Izbanova U.A., Karibaev T.B., Shustov A.V. Optimization of genotyping protocol for B. antracis using multiple-locus VNTR analisis MLVA-31 // Eurasian Journal of Applied Biotechnology. – 2019. –№2. – P.103-113.

Қол жеткізілген нәтижелер

Ірі қара малдың тұтас қанынан бөлінген 7000 ДНҚ үлгісіне Babesia spp тектес паразиттердің ДНҚ-сын анықтау үшін ПТР тестілеуі жүргізілді. ПТР тестілеуі Babesia spp түрі үшін арнайы таңдалған әмбебап праймерлерді пайдалану арқылы жүзеге асырылды. Түрлік тиесілілік тікелей секвенирлеу әдісімен анықталды. Нәтижесінде, бабезиялардың ең көп таралған түрлері Babesia bigemina, Babesia major және Babesia occultans екені анықталды.

Babesia bigemina, Babesia major, Babesia occultans анықтау үшін праймерлер мен флуоресцентті TaqMan зондтарын таңдау жүргізілді. Әрбір қоздырғышқа 2 жұп праймер және екі флуоресцентті TaqMan зонды таңдалды. Праймерлердің шамаланған отжиг температурасы 58-ден 62ºС-қа дейін болды, және PrimerSelect (Lasergene, DNASTAR) бағдарламасында тексерілгенде праймерлер қиын балқитын димерлер түзбеді. PrimerBLAST арқылы тексеру кезінде таңдалған праймерлер тек Babesia bigemina, Babesia major және Babesia occultans үшін сәйкес ПТР өнімдерін берді.

Нақты уақыттағы детекциясы бар ПТР-ды оңтайландыру патогенді Babesia spp басым түрлерін анықтау және түрлік идентификациялау үшін праймерлердің отжиг температурасы, ПТР циклдеу бағдарламасы және ПТР реакциясының құрамы бойынша жүргізілді. Температуралық градиент диапазоны PrimerBlast арқылы есептелген праймерлердің отжиг температурасына негізделді. Оңтайландыру нәтижесінде 3 праймер жұбы үшін оңтайлы отжиг температурасы 60°С, 2 праймер жұбы үшін 61ºС, және 1 праймер жұбы үшін 59ºС екені анықталды.