AP23489638 Жұқпалы кератоконьюнктивит кезіндегі ірі қара малдың көз микробиотасының популяциялық және генетикалық әралуандылығын зерттеу

Ірі қара малдың жұқпалы кератоконьюнктивиті (ЖКК, pink-eye) бүкіл әлемде экономикалық шығыны жоғары ең маңызды көз ауруы болып саналады. Moraxella bovis – бұл әртүрлі эксперименттік модельдерде көздің ЖКК тәрізді зақымдануын тудыратын жалғыз қоздырғыш. Осыған байланысты, көбінесе, алдын-алу үшін әзірленген және қолданылатын ЖКК вакциналарында белсенді емес Moraxella spp штамдары немесе олардың фрагменттері болады. Мұндай вакциналардың далалық сынақтары көбінесе олардың тиімділігінің төмендігін көрсетеді, бұл бактериялардың әртүрлі топтарының патогенезге қатысуын көрсетуі мүмкін және инфекцияның бір ғана ықтимал қоздырғышына назар аудару дұрыс емес болуы мүмкін.

Өзектілігі

Жұқпалы кератоконьюнктивит-бұл конъюнктивитпен және ойық жаралы кератитпен сипатталатын өте жұқпалы ауру, ол бүкіл әлемдегі күйіс қайыратын жануарлардың көптеген түрлеріне, соның ішінде жабайы жанураларға да әсер етеді. Ірі қара малдың кератоконьюнктивиті (ЖКК, pink-eye) бүкіл әлемдегі ең маңызды көз ауруы болып саналады, бұл мал салмағының, сүт өндірудің төмендеуіне, құнарлылықтың құнарлылығына және емдеу шығындарының өсуіне байланысты жоғары экономикалық шығындармен сипатталады.

Жұқпалы кератоконьюнктивит, өлімге әкелмесе де, үлкен экономикалық залал келтіреді. Фермерлердің шығындары мал салмағының азаюымен , асыл тұқымды малды жоюмен, емдеу шығындарымен байланысты. АҚШ-тағы ЖКК-нің жыл сайынғы шығыны 150 миллион АҚШ долларына жетеді. Қазақстанда ЖКК көптеген облыстарда тіркеледі. Шығыс Қазақстан облысында жыл сайын жас жануарлардың 50% – дан астамы ауырады. Бақылаудың ең тиімді әдісі – вакцина препараттарының алдын алу. Тіркелген вакцина препараттары далалық сынақтарда төмен тиімділікті көрсетеді, бұл микробтардың әртүрлілігіндегі және оның генетикалық ерекшеліктеріндегі айырмашылықтармен тікелей байланысты. Жоба осы мәселеде ақ дақтарды зерттеуге бағытталған.

Мақсаты

Жұқпалы кератоконьюнктивиттің әртүрлі ауырлық дәрежесі бар сиырлардың көз микробиотасындағы өзгерістерді зерттеу және инфекциялық процесте саны артып келе жатқан бактерия түрлерінің геномдық реттілігін анықтауды іске асыру.

Күтілетін нәтижелер

Әр түрлі ауырлықтағы және бақылау тобындағы инфекциялық кератоконьюнктивиті бар 300 бұзауда көз микробиомасының деректері алынады.
Түрлердің әртүрлілігі, бактериялардың көптігі және инфекциялық кератоконьюнктивиттің даму сипаты арасындағы ықтимал корреляция зерттеледі.
Потенциалды ЖКК-пен байланысты бактерия түрлерінің кемінде 150 бактериялық штаммының толық геномдық деректері алынады.
Оқшауланған штаммдардағы вируленттілік және дәріге төзімділік факторлары анықталады.

Жұмыс нәтижелерін әлеуетті пайдаланушылар, ғалымдар қауымдастығы және жалпы жұртшылық арасында тарату алынған нәтижелерді ашық қолжетімді ғылыми мақалаларда жариялау әдісімен жүзеге асырылатын болады. Бактериялардың толық геномдық деректері және шикі микробиом реттілік деректері ашық дерекқорларда (NCBI) жарияланады.

ЖКК бар ірі қара малдағы бактериялардың микробиомасы мен генетикалық алуантүрлілігі туралы мәліметтер көз ауруларын диагностикалау және нақты алдын-алу бағытында зерттеу жүргізетін ғалымдарды қызықтыруы мүмкін. Зерттеу ұзақ мерзімді экономикалық әсерге ие, өйткені деректер ЖКК алдын алу мен емдеуді жақсартады, бұл кейіннен мал шаруашылығының рентабельділігіне оң әсер етеді.

Нәтижелерді биотехнологтар ІҚМ кератоконьюнктивитінің алдын алу үшін жаңа вакциналық препараттарды жоспарлау және емдеу схемаларын жасау кезінде тәжірибелі ветеринарлық мамандар пайдалана алады.

Жоба жетекшісі

Шевцов Александр Борисович, биология ғылымдарының кандидаты, Scopus-та индекстелген журналдарда жарияланған 49 мақаланың авторы. Хирш индексі Scopus = 8; WoS = 7.

https://orcid.org/0000-0002-0307-1053

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57201604158

Зерттеу тобының мүшелері

Куйбагаров Марат Амангельдыевич, ветеринария ғылымдарының кандидаты. Жоба аясында микробиологиялық зерттеулерге, бактериялардың түрлерін анықтауға, ДНҚ оқшаулауға, нәтижелерді талдауға қатысады.

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

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

Амиргазин Асылулан Оразгалиевич, жоба шеңберінде ДНҚ оқшаулау, геномдық реттілікті анықтау, микробиомдарды талдау, нәтижелерді талдауға қатысады.

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

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

Әбдіғұлов Болат Бауржанұлы, жаратылыстану ғылымдарының магистрі, жоба аясында ДНҚ оқшаулауға, геномдық реттілікті анықтауда, микробиомдарды талдауға, нәтижелерді талдауға қатысады.

https://orcid.org/0009-0004-4550-252X

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=58653782400

Ержанова Нурдина Серикқызы. Жоба аясында микробиологиялық зерттеулерге, бактериялардың түрлерін анықтауға, ДНҚ оқшаулауға, нәтижелерді талдауға қатысады.

https://orcid.org/0000-0003-0612-455X

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57972056800&origin=recordpage

Жоба тақырыбы бойынша жарияланымдар мен қорғау құжаттары

Shevtsov A., Cloeckaert A., Berdimuratova K., Shevtsova E., Shustov A. V., Amirgazin A., Karibayev T., Kamalova D., Zygmunt M. S., Ramanculov Y. Vergnaud G.. Brucella abortus in Kazakhstan, population structure and comparison with worldwide genetic diversity. Frontiers in Microbiology, (2023) 14, 1106994. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1106994
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
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
Kuibagarov M., Zhylkibayev A., Kamalova D., Ryskeldina A., Yerzhanova N., Ramankulov Y., Shevtsov A., Angelos J. Genetic diversity of Pilin from Kazakh isolates of Moraxella bovoculi. /Adv. Anim. Vet. Sci. – 2022. – Vol. 10. – Issue 9. – P.2148-2159. http://dx.doi.org/10.17582/journal.aavs/2022/10.11.2376.2383
Shevtsov A., Lukhnova L., Izbanova U., Vernadet J.-P., Kuibagarov M., Amirgazin A., Ramankulov Y., Vergnaud G. Bacillus anthracis Phylogeography: New Clues From Kazakhstan, Central Asia. Frontiers in microbiology 12 (2021). https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.778225
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 Neglected Tropical Diseases 15.5 (2021): e0009419. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0009419
Nurmakhanov T., Sansyzbaev Y., Atshabar B., Berlin V., Kobzhasarov D., Yeskhojayev O., Vilkova A., Ayazbayev T., Andryuchshenko A., Bidashko F., Hay J., Shvetsov A. Phylogenetic characteristics of West Nile virus isolated from Culex modestus mosquitoes in West Kazakhstan. Frontiers in public health 8 (2021): 1089. https://doi.org/10.3389/fpubh.2020.575187
Shevtsova E., Vergnaud G., Shevtsov A., Shustov A., Berdimuratova K., Mukanov K., Syzdykov M., Kuznetsov A., Lukhnova L., Izbanova U., Filipenko M., Ramankulov Y. Genetic diversity of Brucella melitensis in Kazakhstan in relation to world-wide diversity. Frontiers in Microbiology (2019): 1897. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.01897
Marat Kuibagarov, Riza Makhamed, Assylbek Zhylkibayev, Maxat Berdikulov, Sarsenbay Abdrakhmanov, Mazhit Kozhabayev, Ilyas Akhmetollayev, Kasim Mukanov, Anara Ryskeldina, Yerlan Ramankulov, Alexandr Shustov, Christian Bauer, Alexandr Shevtsov. Theileria and Babesia infection in cattle – first molecular survey in Kazakhstan. Ticks and Tick-borne Diseases. 2023., Vol.4, Issue 1. 102078,ISSN 1877-959X, https://doi.org/10.1016/j.ttbdis.2022.102078
Kuibagarov, M., Amirgazin, A., Vergnaud, G., Shustov, A., Ryskeldina, A., Ramankulov, Y., & Shevtsov, A. (2020). Draft Genome Sequence of Moraxella bovoculi Strain KZ-1, Isolated from Cattle in North Kazakhstan. Microbiology resource announcements, 9(30), e00670-20. https://doi.org/10.1128/MRA.00670-20
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
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
Kuibagarov, M., Kairzhanova, A., Vergnaud, G., Amirgazin, A., Lukhnova, L., Izbanova, U., Shevtsov, A. (2020). Draft Genome Sequence of the Strain Francisella tularensis subsp. mediasiatica 240, Isolated in Kazakhstan. Microbiology Resource Announcements, 9(35), e00766-20. https://doi.org/10.1128/mra.00766-20

Қол жеткізілген нәтижелер

2024 ж.

2018-2022 жылдар аралығында әртүрлі фермалардан жұқпалы кератоконьюктивиті (ЖКК) бар жануарлардан оқшауланған 85 коллекциялық M. bovis және M. bovoculi штаммдарының ДНҚ-сының толық геномдық реттілігі жүргізілді.

100 үлгі көлеміндегі, әртүрлі ауырлық дәрежесіндегі ЖКК бар бұзаулардан және ЖКК жоқ бақылау тобынан биологиялық үлгілерді жинау жүргізілді. Терапияға реакцияны және бақылау тобында ИКК-нің болуын/болмауын тіркей отырып, жануарлардың клиникалық жағдайына 30 күндік бақылау жүргізілді.

Сиырлардан жиналған көз жасы сұйықтығының жағындыларынан бактериялық дақылдарды оқшаулау және анықтау жүргізілді. Барлығы 75 бактериялық дақыл бөлінді оның ішінде: Acinetobacter, Dietzia, Agrococcus, Bacillus, Bavariicoccus, Corynebacterium, Micrococcus, Moraxella, Staphylococcus және Streptococcus. Жағындылардан және оқшауланған бактериялық дақылдардан ДНҚ бөлініп алынды.

16S rRNA,V3 және V4 аймақтарының реттілігін анықтау әдісімен 100 сынама көлемінде іріктеліп алынған ЖКК-тің әр түрлі ауырлық дәрежесі бар және бақылау тобы ЖКК жоқ бұзаулардағы көз микробиотасына талдау жүргізілді. ЖКК ауырлығы әртүрлі бұзаулардан жас сұйықтығының жағындыларындағы бактериологиялық алуантүрлілік деректері алынды.