Nedavni napredak u tehnologiji za uređivanje gena potencijalno bi se mogao koristiti za stvaranje životinja otpornih na bolesti. Ovo bi moglo da smanji širenje ptičjeg gripa, opšte poznatog kao ptičji grip.
U nedavnoj studiji o uređivanju gena objavljenoj u Nature Communications, moje kolege i ja smo pokazali potencijal uređivanja gena da zaštitimo kokoške od opasnosti od ptičijeg gripa. Ova bolest je uzrokovana virusom koji se stalno razvija i koji zaobilazi brojne mere biološke bezbednosti kao što su dobra higijena, ograničavanje kretanja ptica, nadzor kroz odgovarajuće testiranje i selektivno eliminisanje zaraženih ptica.
Proboj u uređivanju gena zaustavio bi ogromne ekonomske gubitke koji se trenutno trpe kao rezultat izbijanja ptičijeg gripa. To bi takođe bio značajan korak u kontroli bolesti koja može izazvati ozbiljne bolesti i smrt kod ljudi.
Izbijanje ptičjeg gripa širom sveta koštalo je milijarde dolara gubitaka. Ministarstvo poljoprivrede Sjedinjenih Država izvestilo je da je do 50 miliona ptica umrlo od ptičijeg gripa 2022. Nedavno je Južnoafričko udruženje živinare saopštilo da je više od 7 miliona pilića uništeno nakon što su epidemije otkrivene u prvoj polovini 2023. godine.
Pored ekonomskih implikacija, epidemije ptičjeg gripa takođe predstavljaju rizik po ljudsko zdravlje.
Pre pandemije COVID-19, ptičiji grip se smatrao mogućim okidačem za razornu pandemiju kod ljudi. Ovo je izazvalo međunarodni nadzor predvođen Svetskom organizacijom za zdravlje životinja, Svetskom zdravstvenom organizacijom i Organizacijom za hranu i poljoprivredu Ujedinjenih nacija.
Strah je osnovan jer su tri pandemije gripa 20. veka – uključujući pandemiju gripa iz 1918. godine koja je odnela desetine miliona života – potekle od ptica.
Vakcinacija je primarni metod za sprečavanje izbijanja ptičjeg gripa kod pilića.
Međutim, efikasnost vakcina je ograničena jer se virus ptičjeg gripa brzo razvija. Ovo čini postojeće vakcine manje efikasnim tokom vremena. Takođe, postoji više sojeva virusa ptičjeg gripa, ali vakcina je efikasna samo protiv određenog soja.
Neophodno je uskladiti vakcinu sa preovlađujućim sojem koji izaziva epidemiju. Upotreba vakcina takođe može uključivati značajne troškove i praktične prepreke u distribuciji.
Za razliku od vakcinacije, uređivanje gena cilja na protein ili proteine unutar pilića koji su vitalni za sve sojeve ptičjeg gripa, efikasno zaustavljajući virus na putu.
Uređivanje gena se odnosi na proces precizne promene u specifičnom genu kod životinje kako bi se unele osobine kao što su otpornost na određenu bolest, povećana produktivnost i karakteristike koje poboljšavaju dobrobit životinja.
Korisna genetska promena unesena u životinju korišćenjem uređivanja gena može se već prirodno pojaviti kod druge životinje.
Na primer, uređivanje gena je korišćeno da bi mlečna goveda postala bezroga tako što je u njih unela genetska promena pronađena kod goveda bez rogova. Ovo je važno jer mnoga mlečna goveda imaju rogove, što dovodi do bolne prakse uklanjanja rogova teladi kako bi se smanjio rizik od povreda životinje i farmera.
Važno je ne brkati uređivanje gena sa genetskom modifikacijom, što podrazumeva prenos gena sa jedne vrste na drugu. Ova razlika je neophodna u regulatorne svrhe, posebno pošto se starija tehnologija genetske modifikacije suočila sa strogim propisima u mnogim zemljama, što ometa njen razvoj.
Da bismo proizveli kokoške uređene genom u našoj studiji, koristili smo moćne molekularne makaze poznate kao CRISPR/Cas9 da napravimo jednu izmenu gena. Ciljali smo na protein ANP32A kod pilića.
U poređenju sa normalnim pilićima koji su se izlegli istovremeno, ove kokoške sa genskim izmenama dostigle su zrelost bez ikakvih vidljivih štetnih posledica po njihovo zdravlje i dobrobit.
Da bismo testirali njihovu otpornost, izložili smo genski uređene piliće niskoj dozi virusa ptičjeg gripa. Zanimljivo je da je 9 od 10 ovih ptica pokazalo potpuni otpor, a na druge piliće nije došlo do prenošenja.
Preduzevši ambiciozniji korak, inokulisali smo kokoške sa genskim izmenama visokom, neprirodnom dozom virusa — 1000 puta većom dozom. Ovog puta, 5 od 10 inokulisanih pilića uređenih genom se zarazilo.
Takođe smo otkrili da je virus ptičjeg gripa sposoban da se prilagodi da koristi uređeni protein ANP32A, kao i dva srodna proteina — ANP32B i ANP32E. Ali mi smo kroz eksperimente u ćelijama pokazali da istovremeno uređivanje sva tri proteina može potpuno potisnuti virus.
Tekuća istraživanja imaju za cilj da identifikuju specifičnu kombinaciju izmene gena koja je potrebna da bi se stvorila sledeća generacija pilića uređenih genom, pružajući potpunu i trajnu zaštitu od ptičjeg gripa.
Uređivanje gena treba posmatrati kao suštinsko sredstvo za prevenciju i kontrolu smrtonosnih bolesti životinja.
Biće potrebni državni propisi koji podržavaju promociju razvoja uređivanja gena u cilju poboljšanja zdravlja i dobrobiti životinja.
Potencijal životinja otpornih na bolesti da zaštite globalnu sigurnost hrane i javno zdravlje je ubedljiv razlog da se krene ovim inovativnim putem u biotehnologiji.
