Актуальность

Проект направлен на создание панели лизирующих бактериофагов, которые могут быть использованы для лечения и профилактики инфекционных заболеваний в птицеводстве. В рамках проекта будет сформирована коллекция тестовых бактериальных культур, представляющих основных возбудителей инфекций желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей у сельскохозяйственных птиц. Сбор биологического материала из окружающей среды и изоляция бактериофагов позволят выделить штаммы с высокой литической активностью. Полногеномное секвенирование поможет оценить риск возможность переноса факторов вирулентности и устойчивости к антибиотикам. Ожидается, что результаты проекта внесут существенный вклад в научно-техническое развитие в области ветеринарной медицины, биотехнологий и микробиологии. В ходе проекта будет создана уникальная база данных бактериофагов и патогенных микроорганизмов. Совмещение методов микробиологии, биоинформатики и молекулярной биологии будет способствовать развитию междисциплинарных компетенций у молодых ученых, их профессиональному росту, расширению знаний в области геномных исследований и фаговой терапии. Проект также повысит конкурентоспособность научных коллективов, способствуя их интеграции в международные исследования.

Цель проекта

Целью проекта является создание панели бактериофагов перспективных для применения в птицеводстве в качестве лечебных и профилактических препаратов

Ожидаемые результаты

Идея проекта заключается в создании панели лизирующих бактериофагов перспективных для лечения и профилактики инфекционных заболеваний сельскохозяйственных птиц. Для этой цели будет сформирована коллекция тестовых бактериальных культур основных возбудителей инфекций желудочно-кишечного тракта, дыхательных путей у сельскохозяйственных птиц. В результате проведенной работы будут отобраны изоляты бактериофагов с высокой литической активностью. С помощью полногеномного секвенирования, будут определены вероятность интродукции в бактериальные геномы факторов вирулентности, генов устойчивости к антибиотикам. Предлагаемая схема исследования отражает междисциплинарный подход, который объединяет ключевые научные направления, такие как ветеринария, биоинформатика, молекулярная биология и иммунология. Такое сотрудничество позволяет эффективно решать задачи на стыке различных дисциплин, обеспечивая всестороннее изучение и разработку инновационных методов борьбы с инфекциями у сельскохозяйственных птиц.

Руководитель проекта

Сытник Игорь Иванович, кандидат ветеринарных наук, стаж научных исследование более 15 лет. Стажировался в Институте зоопрофилактики IZAM г. Терамо, Италия, Университете штата Флорида США. Направление исследований: молекулярная биология бактерий, и вирусов. Индекс Хирша по Scopus/WoS = 4.  В рамках подаваемого проекта осуществляет общее руководство проектом, принимает участие в полногеномном секвенирование, а также в интерпретации и анализе полученных результатов.

https://www.webofscience.com/wos/author/record/P-1659-2017

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56736251700

https://orcid.org/0000-0002-3439-7021

Сведения об основных публикациях научного руководителя проекта, касающихся темы Проекта

1. 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  Web of Science Q2
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. 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  Web of Science Q2
3. Shevtsov, A., Tarlykov, P., Zholdybayeva, E., Shevtsova, E., Momynkulov, D., Sytnik, I., Karibaev, T., Chsherbakov, A., Momynaliev, K. Draft Genome Sequence of the Live Vaccine Strain Brucella abortus 82. Genome announcements, 1(6). https://doi.org/10.1128/genomeA.01101-13  Web of Science Q4
4. Kamalova, D., Akhmetova, A., Amirgazin, A., Sytnik, I., Rudenko, V., Yessimkhanova, G., Bayesheva, D., Yegorov, S., & Shevtsov, A. (2024). Genetic Diversity of Human Enterovirus in Kazakhstan, during 2022. International journal of microbiology, 2024, 7796913. https://doi.org/10.1155/2024/7796913

Куйбагаров Марат Амангельдыевич, 49 лет, кандидат ветеринарных наук, главный научный сотрудник лабораторий прикладной генетики ТОО «Национальный центр биотехнологии». Стажировался в исследовательских центрах Германии, США. Область научных интересов: молекулярная биология, микробиология.  Стаж научной работы 21 год. Индекс Хирша по Scopus/WoS =3.   В рамках проекта принимает участие в выделение изолятов бактерий, бактериофагов, изучении биологических свойств литических бактериофагов.

https://www.webofscience.com/wos/author/record/2051390

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57220278412

https://orcid.org/0000-0001-7428-7620

Камалова Динара Камалавна, 35 лет, магистр, докторант PhD, опыт научной работы 8 лет, научный сотрудник лаборатории прикладной генетики РГП «Национальный центр биотехнологии» КН МОН РК. Индекс Хирша по Scopus/WoS=3. Область научных интересов: разработка диагностических тест-систем для диагностики инфекционных болезней, генотипирование методом MLVA и MLST, вирусология. В рамках проекта принимает участие в выделение ДНК, полногеномном секвенирование.

https://www.webofscience.com/wos/author/record/2099494

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56736413900

https://orcid.org/0000-0002-4570-8761

Амиргазин Асылулан Оразгалиевич, 32 года, бакалавр, научный сотрудник лаборатории прикладной генетики НЦБ. Опыт научной работы 6 лет, индекс Хирша Scopus/WoS =4. Область проводимых исследований: секвенирование по Сенгеру, NGS,  ПЦР в реальном времени, биоинформатический анализ. В рамках проекта принимает участие в полногеномном секвенирование, анализе микробиомов. 

https://www.webofscience.com/wos/author/record/1615545

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57218628470

https://orcid.org/0000-0001-9418-7758

Островский Александр Сергеевич, 24 года, магистр, лаборант лаборатории прикладной генетики НЦБ. Опыт научной работы 1 год. Область проводимых исследований: разработка ПЦР для диагностики инфекционных заболеваний, оценка эффективности тест-систем. В рамках проекта принимает участие в подготовке необходимых реактивов, выделение ДНК, изучении биологических свойств литических бактериофагов.

https://orcid.org/0009-0006-8139-8285

Публикации членов исследовательской группы

1. Shevtsov A, Lukhnova L, Izbanova U, Vernadet JP, Kuibagarov M, Amirgazin A, Ramankulov Y, Vergnaud G. Bacillus anthracis Phylogeography: New Clues From Kazakhstan, Central Asia. Front Microbiol. 2021 Dec 8;12:778225.. PMID: 34956141; PMCID: PMC8692834. CiteScore Percentile — 84 (2021, Scopus); Q1 (2021, WoS); DOI: 10.3389/fmicb.2021.778225
2. Shevtsov A., Aushakhmetova Z., Amirgazin A., Khegay O., Kamalova D., Sanakulova B., Abdaliyev A., Bayesheva D., Seidullayeva A., Ramankulov Y., Shustov A., Vergnaud G. (2022). Whole genome sequence analysis of Neisseria meningitidis strains circulating in Kazakhstan, 2017–2018. Plos one, 17(12), e0279536. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0279536   Web of Science Q1, Процентиль – 87, IF-3.7.
3. Kuibagarov, M., Abdullina, E., Ryskeldina, A., Abdigulov, B., Amirgazin, A., Shevtsov, A., & Angelos, J. A. (2023). Association of different microbes and pathogenic factors in cases of infectious bovine keratoconjunctivitis in cattle from Eastern Kazakhstan.Veterinary world, 16(9), 1833–1839. https://doi.org/10.14202/vetworld.2023.1833-1839
4. 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
5. 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.
6. 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.
7. Yessembekova G.N., Shuang X., Abenov A., Karibaev T., Shevtsov A. Amirgazin A., Mukhanbetkaliyev Y.Y., Lei  S., Zhi-gao B. Abdrakhmanov S.K. (2023). Molecular epidemiological study of animal rabies in Kazakhstan. Journal of Integrative Agriculture, 22(4), https://doi.org/10.1016/j.jia.2022.11.011 Web of Science Q1, Процентиль – 96, IF-7.2
8. Amirgazin A, Shevtsov A, Karibayev T, Berdikulov M, Kozhakhmetova T, Syzdykova L, Ramankulov Y, Shustov AV. Highly pathogenic avian influenza virus of the A/H5N8 subtype, clade 2.3.4.4b, caused outbreaks in Kazakhstan in 2020. PeerJ. 2022 Mar 2;10:e13038. PMID: 35256921; PMCID: PMC8898005.   DOI: 10.7717/peerj.13038
9. 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. DOI: 10.17582/journal.aavs/2022/10.11.2376.2383
10. 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.
11. 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.

Достигнутые результаты

Проведён расширенный отбор материала от здоровой и больной сельскохозяйственной птицы с включением органов, вовлечённых в развитие инфекционного процесса. Образцы доставляли в лабораторию с соблюдением «холодовой цепи», после чего выполняли выделение ДНК, пригодной для метагеномных исследований. Полученный материал использовали для ампликонного секвенирования V3–V4 регионов гена 16S rRNA. Анализ метагеномных данных позволил охарактеризовать структуру микробиома патологического материала и определить таксоны, потенциально ассоциированные с инфекциями желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей у птицы. На основании этих данных были подобраны селективные и дифференциальные питательные среды, а также оптимальные условия инкубации для целевого выделения микроорганизмов. Из патологического материала выделены бактериальные культуры, проведены многократные пересевы и отбор чистых колоний, что позволило сформировать высококачественную коллекцию клинически значимых изолятов. Эта коллекция будет использована в дальнейших исследованиях, включая оценку вирулентности, профиля антибиотикорезистентности, а также для изоляции и характеристики литических бактериофагов, специфичных к выделенным штаммам. Для точной идентификации каждой культуры проведено секвенирование гена 16S rRNA, подтвердившее видовую принадлежность и значимость изолятов для эпизоотологического мониторинга в птицеводстве.