АР14869645 «Установление генетической принадлежности различных видов возбудителя эхинококкоза к гаплотипам, циркулирующих на территории Казахстана»

Актуальность

Основная идея данного проекта заключается в установлении всех циркулирующих на территории Казахстана гаплотипов и видов возбудителя Echinococcus spp. на разных жизненных этапах развития (промежуточные и окончательные хозяева) с целью установления основных путей трансмиссии между природными резервуарами, сельскохозяйственными животными и человеком.

Нами были предприняты попытки изучения полной карты распространения и передачи инвазии в экосистеме, детального анализа и выявления всех имеющихся гаплотипов, распространенных в Казахстане. Однако, из-за отсутствия генетической информации в базе данных GenBank по гаплотипам возбудителя, выделенных от разных хозяев, завершение данной работы не представляется возможным. Остается открытым вопрос о гаплоидных генотипах возбудителя, циркулирующих среди домашних и сельскохозяйственных животных, а также человека. Данных исследований на территории Казахстана не проводилось.

Цель

Определение генетической принадлежности различных видов возбудителя эхинококкоза к гаплотипам с использованием методов молекулярной генетики и биоинформатики

Ожидаемые результаты

— будет проведен сбор биологического материала для выявления возбудителя эхинококкоза у промежуточных и окончательных хозяев на территории Казахстана;

— установлена таксономическая принадлежность эхинококкоза на основе морфометрических и морфологических признаков;

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

—  проведен ПЦР анализ и наработаны ампликоны митохондриальных участков генома возбудителя Echinococcus spp.;

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

— проведен биоинформатический анализ и установлены гаплоидные генотипы различных видов возбудителя эхинококкоза, циркулирующих на изучаемой территории.

— установлены основные пути трансмиссии гаплотипов и видов возбудителя эхинококкоза между природными резервуарами, сельскохозяйственными животными и человеком.

В рамках проекта будет осуществлена подготовка высококвалифицированных специалистов в области молекулярной паразитологии. Будут подготовлены две диссертации на соискание академической степени магистр наук и начата подготовка не менее одного доктора PhD.

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

Абдыбекова Аида Макеновна, доктор ветеринарных наук, профессор. Индекс Хирша 7, Researcher ID: AAQ-4561-2020, ORCID: 0000-0002-3307-7237, Scopus Author ID: 6507171000

Лидер Людмила Александровна, кандидат ветеринарных наук, доцент. Индекс Хирша 2, Researcher ID: O-8442-2017, ORCID: 0000-0001-5842-0751,Scopus Author ID: 56058488900

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.  ORCID: 0000-0001-7737-7162, Scopus Author ID: 57226673682

Леонтьев Сергей Валерьевич, магистр сельскохозяйственных наук. ORCID: 0000-0001-7737-7162, Scopus Author ID: 5722667797.

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 – 31http://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. Torgerson PR, Shaikenov BS, Baitursinov KK, Abdybekova AM. The emerging epidemic of echinococcosis in Kazakhstan. Trans R Soc Trop Med Hyg. 2002 Mar-Apr;96(2):124-8. IF-5.157. Q2. Процентиль – 84. doi: 10.1016/s0035-9203(02)90276-2.PMID: 12055797.

11. Shaikenov BS, Torgerson PR, Usenbayev AE, Baitursynov KK, Rysmukhambetova AT, Abdybekova AM, Karamendin KO. The changing epidemiology of echinococcosis in Kazakhstan due to transformation of farming practices. Acta Trop. 2003 Feb;85(2):287-93. IF-3.112. Q1. Процентиль – 79. doi: 10.1016/s0001-706x(02)00236-x. PMID: 12606108.

12. Torgerson PR, Shaikenov BS, Rysmukhambetova AT, Ussenbayev AE, Abdybekova AM, Burtisurnov KK. Modelling the transmission dynamics of Echinococcus granulosus in dogs in rural Kazakhstan. Parasitology. 2003 May;126(Pt 5):417-24. IF-3.234. Q1. Процентиль – 74. doi: 10.1017/s0031182003002932. PMID: 12793645.

13. Torgerson PR, Burtisurnov KK, Shaikenov BS, Rysmukhambetova AT, Abdybekova AM, Ussenbayev AE. Modelling the transmission dynamics of Echinococcus granulosus in sheep and cattle in Kazakhstan. Vet Parasitol. 2003 May 30;114(2):143-53. IF-2.738. Q2. Процентиль – 71. doi: 10.1016/s0304-4017(03)00136-5. PMID: 12781476.

14. Abdybekova AM, Torgerson PR. Frequency distributions of helminths of wolves in Kazakhstan. Vet Parasitol. 2012 Mar 23;184(2-4):348-51. IF-2.738. Q2. Процентиль – 71. doi: 10.1016/j.vetpar.2011.09.004. Epub 2011 Sep 12. PMID: 21962968.

15. Abdybekova A., Sultanov A., Karatayev B., Zhumabayeva A., Shapiyeva Z., Yeshmuratov T., Toksanbayev D., Shalkeevand R., Torgerson P.R. Epidemiology of echinococcosis in Kazakhstan: an update //Journal of Helminthology (2015) 89. — P.647-650. IF-1.6. Q2. Процентиль – 68. DOI: 10.1017/S0022149X15000425.

16. Abdybekova A., Sultanov A., Dzhusupbekova N., Abdibayeva A., Zhaksylykova A., Kerimbaeva R., Akhmetova G., Torgerson P.R. Parasites of farmed marals in Kazakhstan // Small Ruminant Research, 153, 2017. — P.142-145. IF-0.947. Q2. Процентиль – 71. DOI: 10.1016/j.smallrumres.2017.06.011.

17. Abdybekova A.M., Zhuangzhi Zhang, Sultanov A.A., Abdibayeva A.A., Zhaksylykova A.A., Junisbayeva S., Aubakirov M., Akhmetova G.D., Torgerson P.R. Genotypes of Echinococcus isolated from domestic livestock in Kazakhstan //Journal of Helminthology, 2019. — P.1-3. IF-1.436. Q2. Процентиль – 68. DOI: 10.1017/S0022149X19000634.

18. Brusentsov I.I., Katokhin A.V., Brusentsova I.V., Shekhovtsov S.V., Borovikov S.N., Goncharenko G.G., Lider L.A., Romashov B.V. et al. Low genetic diversity in wide-spread Eurasian liver fluke Opisthorchis felineus suggests special demographic history of this trematode species. PLoS One. 2013; 8(4):e62453. IF-3.24. Q2. Процентиль – 87. DOI: 10.1371/journal.pone.0062453.

19. Ibrayev B., Lider L., Bauer C. Gasterophilus spp. infections in horses from northern and central Kazakhstan. Vet Parasitol. 2015; 207(1-2):94-98. IF-2.738. Q1. Процентиль – 96. DOI:10.1016/j.vetpar.2014.11.015.

20. Akibekov OS, Lider LA, Odoevskiĭ IM, Tokpan SS, Ospanova AZ. [Immunochemical properties of the excretory-secretory antigen of Trichinella spiralis]. Med Parazitol (Mosk). 2015 Jan-Mar;(1):43-6. Russian. Процентиль – 30. PMID: 25850317.

21. Lider L., Leontyev S., Ussenbayev A., Kiyan V., Akibekov O., Seitkamzina D., ZhanabayevA. Intestinal helminths of wild Canidae from the Kazakhstan steppe ecosystems Veterinaria. 2020; 69(2): P. 111-119.  URI: http://repository.kazatu.kz/jspui/handle/123456789/1442

Достигнутые результаты

2022 год

Проведен сбора биологического материала у промежуточных и окончательных хозяев эхинококкоза на территории Казахстана, было отобрано 392 образца с соблюдением высоких стандартов биобезопасности. Полученные образцы были исследованы паразитологическим методом, была проведена первичная идентификация видов Echinococcus spp.

Публикации в отечественных изданиях, рекомендованных КОКСОН:

  1. Abdybekova , A., Yalysheva , S., Zhaksylykova , A., Uakhit, R., & Kiyan, V. (2022). Gastrointestinal helminthiases of dogs with molecular genetic identification of echinococcosis. Eurasian Journal of Applied Biotechnology, (3), 51–57. https://doi.org/10.11134/btp.3.2022.6

2023 год

В результате сбора биологического материла было отобрано 53 положительных человеческих проб кист, от сельскохозяйственных животных: КРС – 1044, МРС – 693 положительных проб гидатидных кист из пораженных органов печени и легких. От отобранных 725 проб фекалии собак, из них 30 были положительные на яйца тениид. Также в результате аутопсии 120 диких плотоядных животных (лисы, волки и корсаки) 11 были заражены личинками эхинококкоза. 

В результате проведенных работы была установлена таксономия изучаемых образцов Echinococcus spp., отработаны протокола для выделения геномного ДНК и постановки ПЦР анализа, также наработаны ампликоны специфических маркерных генов, которые будут секвенированы для более глубокого анализа.

Участие в международных конгрессах:

Сотрудники проекта приняли участие в XXIX Всемирном конгрессе по эхинококкозу, проходившем в Кыргызской государственной медицинской академии имени И. К. Ахунбаева (Бишкек, Кыргызстан) с 27 по 30 августа 2023 года. Руководитель проекта Киян В.С. выступил с устным докладом на тему «Genetic features of echinococcosis common in the Republic of Kazakhstan», в.н.с. Абдыбекова А.М. выступила с устным докладом на тему «Эпизоотологическая характеристика территории РК по эхинококкозу», н.с. Уахит выступила с постерным докладом на тему «Mocecular genetic identification of Echinococcus spp. found in wolves of Kazakhstan».

Публикации в международных конференциях:

  1. Uakhit R.S., Mannapova N.E., Jazina K.T. PRELIMINARY STUDY OF ECHINOCOCCUS SPECIES DISTRIBUTION IN KAZAKHSTAN // Международная научно-теоретическая конференции «СЕЙФУЛЛИНСКИЕ ЧТЕНИЯ – 19», Астана, 2023. Т. 1, ч.2, с. 88-90.
  2. Киян В.С., Уахит Р.С., Смагулова А.М. Генетическая идентификация гельминтозов диких плотоядных животных. Материалы Международной научной конференции «Зоологические исследования в Казахстане в XXI веке: итоги, проблемы и перспективы», посвященной 90-летию РГП «Институт зоологии» КН МНВО РК. Алматы, 2023. – С. 101-107.
  3.  Киян В.С., Лидер Л.А., Уахит Р.С., Смагулова А.М. Генетическое разнообразие эхинококкоза в Республике Казахстан // Тезисы  докладов VII Всероссийского конгресса по медицинской микробиологии, клинической микологии и иммунологии (XXVI Кашкинские чтения). – Т. 25, №2. – Санкт-Петербург, 2023. – С. 123.

Методические рекомендации:

1 Уахит Р.С., Киян В.С. Методические рекомендации по генетической идентификации возбудителя эхинококкоза // ТОО «Национальный центр биотехнологии », МЗ РК. – Астана, 2023. – 24 с.