Актуальность

Цестодозы – инфекции, вызываемые ленточными червями преимущественно видов Taenia spp. и Mesocestoides spp., имеющих сложный жизненный цикл, что способствует значительной заболеваемости и смертности среди диких и сельскохозяйственных животных (человека), а также наносит существенный экономический ущерб животноводству. Цестодозы широко распространены в Казахстане, с массовыми случаями обнаружения как у людей, собак, домашнего скота так и у диких животных. Изучение генетических особенностей некоторых видов цестод на территории центрального и северного Казахстана проводится с целью мониторинга инвазии и дальнейшей разработки диагностических и профилактических мероприятия данного заболевания. Имеются лишь отдельные данные по изучению цестодозов на изучаемой территории, отсутствует информация по изучению видового генетического разнообразия возбудителей Taenia spp. и Mesocestoides spp., что затрудняет проведение диагностики и сравнительного анализа эпидемиологической ситуации в целом по стране.

Основная идея данного проекта заключается в установлении циркулирующих на территории центрального и северного Казахстана видов Taenia spp. и Mesocestoides spp. на разных жизненных этапах развития (промежуточные и окончательные хозяева) с целью установления основных путей трансмиссии несвойственных для многих видов животных видов цестод в экологических сообществах.

Нами была проведена предварительная работа с имеющимися открытыми источниками по изучаемому региону с целью понимания трансмиссионных путей передачи выявленных нами некоторых видов цестод несвойственных для местных диких псовых животных. Однако, из-за отсутствия многих паразитологических данных, которые были бы подкреплены генетической информацией, показать полный жизненный цикл того или иного вида цестод, не представляется возможным. Необходимо завершение этих исследований. Остается открытым вопрос: вновь обнаруженные виды цестод ранее были не идентифицированы в виду несовершенности классических паразитологических методов или произошел их занос из других регионов или соседних стран? Данных исследований на территории Казахстана не проводилось.

Цель

Цель проекта – определение генетической принадлежности различных видов возбудителей Taenia spp. и Mesocestoides spp. циркулирующих на территории центрального и северного Казахстана с использованием биоинформационных технологий и методов молекулярной генетики.

Ожидаемые результаты

— проведен сбор биологического материала для выявления возбудителей Taenia spp. и Mesocestoides spp. у диких псовых животных и других видов животных и птиц, включенных в их пищевую цепь;

— установлена таксономическая принадлежность изучаемых видов цестод на основе морфометрических и морфологических признаков;

— отработаны протокола и методы выделения геномной ДНК цестод в зависимости от стадии жизненного цикла и создана коллекция геномной ДНК;

—  проведен ПЦР анализ для наработаны ампликоны маркерных участков генома возбудителей Taenia spp. и Mesocestoides spp.;

— расшифрованы нуклеотидных последовательности маркерных генов методом секвенирования по Сэнгеру и проведено их депонирование в базе GenBank;

— проведен биоинформатический анализ и установлена видовая принадлежность возбудителей Taenia spp. и Mesocestoides spp. у различных животных и птиц, циркулирующих на изучаемой территории.

— установлены основные пути трансмиссии идентифицированных видов возбудителей Taenia spp. и Mesocestoides spp. у диких псовых животных с учетом их пищевой цепи.

В рамках проекта будет осуществлена подготовка высококвалифицированных специалистов в области молекулярной паразитологии. Будут подготовлены две дипломные работы и две диссертации на соискание академической степени магистр наук.

Руководитель проекта

Киян Владимир Сергеевич, доктор PhD,  ассоциированный профессор. Индекс Хирша 4, Researcher ID: О-7403-2017, ORCID: 0000-0001-9787-9151, Scopus Author ID: 6701646393.

Члены исследовательской группы

Смагулова Айнура Муратовна,магистр технических наук. Индекс Хирша 1, Researcher ID: P-7618-2017, ORCID: 0000-0002-3067-3666, Scopus Author ID: 57213811809

Уахит Рабиға Сейтбатталқызы, магистр технических наук.  Индекс Хирша 1, ORCID: 0000-0001-7737-7162, Scopus Author ID: 57226673682

Ляльченко Александр Сергеевич, магистр сельскохозяйственных наук. ORCID: 0000-0002-3232-6342.

Публикации и охранные документы научного руководителя проекта и членов исследовательской группы, касающиеся темы проекта

1. Chien-Hung Chen, Vladimir Kiyan, A.A. Zhylkibayev, Dubek Kazyken, Olga Bulgakova, Kent E. Page, Rakhmet I. Bersimbaev, Eric Spooner and Dos D. Sarbassov. Autoregulation of the mTOR Complex 2 integrity is controlled by the ATP-dependent mechanism. J. Biol. Chem. – 2013. – V. 288 (38). – P. 27019-27030. IF-4,65. Q1. Процентиль – 90. DOI: 10.1074/jbc.M113.498055.
2. Kazyken D., Kiyan V., Kaz Y., Zhylkibayev A.A., Chen C-H, Agarwal N.K., Sarbassov D.D. The nuclear import of ribosomal proteins is regulated by mTOR. Oncotarget. – 2014. – Vol. 5 (23). – P. 9577-9593. IF-6.359. Q1. Процентиль – 69. DOI: 10.18632/oncotarget.2473.
3. Bulashev A.K., Borovikov S.N., Serikova S.S., SuranshievZh.A., Kiyan V.S., Eskendirova S.Z. Development of ELISA using anti-idiotypic antibodies for diagnosis of opisthorchiasis. Folia Parasitologica. – 2016. – Р. 63: 025. IF-1.271. Q3. Процентиль – 47. DOI: 10.14411/fp.2016.025.
4. Vladimir S. Kiyan, Aitbay K. Bulashev, Aleksey V. Katokhin. Opisthorchis felineus and Metorchis bilis Metacercariae in Cyprinid Fish Leuciscus idus in Nura-Sarysu River, Kazakhstan. Korean J Parasitol. – 2018. – Vol. 56 (3). – P. 267-274. IF-1,207. Q3. Процентиль – 39. DOI: 10.3347/kjp.2018.56.3.267.
5. Abetov DA, Kiyan VS, Zhylkibayev AA, Sarbassova DA, Alybayev SD, Spooner E, Song MS, Bersimbaev RI, Sarbassov DD. Formation of mammalian pre-ribosomes proceeds from intermediate to composed state during ribosome maturation. J. Biol. Chem. – 2019. – V. 292 (28). – P. 10746-10757. IF-5.157. Q2.Процентиль – 84. DOI: 10.1074/jbc.AC119.008378.
6. Vladimir Kiyan, Aitbay Bulashev, Aibek Zhumalin, Ainura Smagulova, Ludmila Lider. Immunogenicity and Antigenicity of Opisthorchis felineus Proteins. Adv. Anim. Vet. Sci. 2020, 8(9): 933-939. Процентиль – 31.  http://dx.doi.org/10.17582/journal.aavs/2020/8.9.933.939.
7. Aiganym Bekenova, Ainura Smagulova, Aleksey Katokhin, Sergei Borovikov, Vladimir Kiyan. Molecular Differential Diagnosis between Opisthorchis felineus and Metorchis bilis. Adv. Anim. Vet. Sci. 2020, 8(s3): 27-32. Процентиль – 31. http://dx.doi.org/10.17582/journal.aavs/2020/8.s3.27.32.
8. Smagulova A., Katokhin A., Mambetpayeva B., Kulmaganbetova N., Kiyan V. A multiplex PCR assay for the differential detection of Opisthorchis felineus and Metorchis bilis. Georgian Medical News No 1 (310) 2021. 176-182. Процентиль – 20. PMID: 33658428.
9. Uakhit RS, Lider LA, Smagulova AM, Leontyev SV, Abdrakhmanov SK, Kiyan VS. First Molecular Identification of Dirofilaria repens Found in a Wolf Heart in Kazakhstan. Adv. Anim. Vet. Sci. 2021, 9(9): 1342-1346. Процентиль – 31. http://dx.doi.org/10.17582/journal.aavs/2021/9.9.1342.1346.
10. Uakhit R, Smagulova A, Syzdykova A, Abdrakhmanov S, Kiyan V (2022) Genetic diversity of Echinococcus spp. in wild carnivorous animals in Kazakhstan, Veterinary World, 15(6): 1489–1496. Процентиль — 79, doi: www.doi.org/10.14202/vetworld.2022.1489-1496.
11. Киян В.С., Айтмагамбетова М., Смагулова А.М., Айтмагамбетова С. Отработка метода выделения ДНК описторхид из биологического материала. Вестник «Государственного  университета имени Шакарима город Семей», Семей. – 2018. – С. 173-177.
12. Никитина М.И., Лидер Л.А., Киян В.С., Смагулова А.М. Эколого-биологические особенности и распространение Opisthorchis felineus в Коргалжынском районе Акмолинской области. Вестник СемГУ. Серия биологическая, Семей, 2018, №1 (81). – С. 259-263.
13. Киян В.С., Смагулова А.М., Катохин А.В. Меторхоз в Северном Казахстане: состояние изученности и распространение // Вестник Experimental Biology, Al-Farabi Kazakh National University.  – Алматы. – 2019 №3(80). – С. 170-179.  https://doi.org/10.26577/eb-2019-3-b15
14. Смагулова А.М., Киян В.С., Бекенова А.Б. Эффективность различных методов выделения днк из Opisthorchis felineus. Вестник КАТУ. Серия Ветеринарная, Нур-Султан, 2019, №3 (102). – С. 269-278.
15. Смагулова А.М., Бекенова А.Б., Катохин А.В., Киян В.С. Молекулярные маркеры в диагностике описторхоза. Вестник КАТУ. Серия Ветеринарная, Нур-Султан, 2020, №2 (105). – С. 190-199. https://doi.org/10.47100/herald.v1i2.55
16. Bekenova A.B., Smagulova A.M., Kiyan V.S. Veterinary-sanitary expertise of the fish from the Shagalaly river // Вестник КазНУ. – 2021. – Vol. № 3 (88). – Р. 87-95. https://doi.org/10.26577/eb.2021.v88.i3.09
17. Uakhit R.S., Smagulova A.M., Lider L.A., Leont’ev S.V., Berber A.P., Kiyan V.S. Species composition of wolf (Canis lupus) helminth fauna in Kazakhstan // Eurasian Journal of Applied Biotechnology. – 2022. – Vol. №.1,– P. 49-58. https://doi.org/10.11134/btp.1.2022.6
18. Smagulova А.М., Uakhit R.S., Lider L.А., Lyalchenko А.S., Kiyan V.S. Distribution and genetic features of the causative agent of Alaria alata in wild carnivores of the steppe and forest-steppe zones of Kazakhstan. // Eurasian Journal of Applied Biotechnology. – 2022. – Vol. №.2,– P. 38-43. https://doi.org/10.11134/btp.2.2022.6
19. Uakhit R.S., Kan M. Advantages Of The Staining Method For Studying The Morphological Characteristics Of Cestodes // Международной Научно-Практической Конференции «Сейфуллинские Чтения – 18(2): «Наука XXI Века — Эпоха Трансформации». Астана, 2022. – С. 205-206.
20. Жумалин А.Х., Уахит Р.С., Сыздыкова А.С, Смагулова А.М., Леонтьев С.В. Гельминтофауна диких плотоядных животных степной зоны Казахстана // Международной Научно-Практической Конференции «Сейфуллинские Чтения – 17 Современная аграрная наука: Цифровая трансформация». Астана, 2021.- Т.1, Ч.1 — С.316-318.

Достигнутые результаты

2023 год

В период первого года выполнения проекта были собраны пробы биологического материала с 6 областей Казахстана от диких псовых (волк, лиса, корсак), диких копытных животных, промысловых птиц, грызунов и сельскохозяйственных животных. Цестодозы при развитии проходит несколько стадий развития, последовательно переходящих одна в другую и локализуются у разных животных. Нами были собраны образцы возбудителей рода Taeniosis принадлежащих к различной стадии развития.

В результате проведенных мероприятий проведен сбор биологического материала у промежуточных и окончательных хозяев цестод на изучаемой территории. Всего было отобрано 2741 образцов от различных видов животных с соблюдением высоких стандартов биобезопасности. Полученные образцы были исследованы паразитологическим методом, была проведена первичная идентификация видов гельминтов семейства Taeniidae. У волков были обнаружены – Taenia saginata, Taenia hydatigena, Taenia krabbei; у лисы – Taenia crassiceps, Taenia multiceps, Taenia krabbei; у корсаков – Taenia krabbei; у диких копытных и сельскохозяйственных животных — Eimeria spp., свободно живущие нематоды, яйца стронгилят, ооцисты, яйца цистод не обнаружены; у промысловых птиц – Diorchis spp., Hymenolepis  spp.; грызуны – цисты цистицеркоза.

Все образцы хранятся в холодильной камере при 4°С в отдельных контейнерах и зафиксированы в 70% этиловом спирте для дальнейшего использования.

В результате проведенных исследований проведен сбор биологического материала для выявления возбудителей цестодозов у промежуточных и окончательных хозяев на территории центрального и северного Казахстана. Установлены экстенсивность и интенсивность инвазии. Собрана паразитологическая коллекция.

За 2024 год

В ходе исследования морфометрических и морфологических характеристик проведена первичная таксономическая идентификация гельминтов, финн и яиц, полученных от представителей семейства Taeniidae, обитающих у промежуточных и окончательных хозяев на территории северного и центрального Казахстана. Оптимизированы методы выделения ДНК в зависимости от стадий развития гельминтов. Создана коллекция образцов ДНК, пригодная для использования в молекулярно-генетических исследованиях. Подготовлены ампликоны маркерных участков геномов различных видов Taenia spp. и Mesocestoides spp. для дальнейшей секвенирования нуклеотидных последовательностей методом Сэнгера. Проведена первичная таксономическая принадлежность гельминтов семейства Taeniidae., создана коллекция ДНК.  По результатам научного проекта опубликованы следующие работы:  1. Zhaxylykov A., Uakhit R., Kiyan,V. Study of prevalence and morphological features of cestodes in foxes (Vulpes vulpes) in the territory of Kazakhstan. Journal of Biological Research, 2024, 1(2), 31-38. https://doi.org/10.70264/jbr.v1.2.2024.5.  2. Uakhit R., Zhaxylykov A., Smagulova A., Kiyan V. Preliminary study of cestodes genus of Taenia spp. and Mesocestoides spp. found in red foxes. International Conference «Astana Biotech 2024», Astana, September 12-13, 2024. — Р. 171. https://doi.org/10.11134/btp.3S.2024.159.