Генетически модифицированные свиньи, устойчивые к определенному вирусу, скоро будут одобрены FDA для широкого потребления
Компания Genus, новатор в области генетической модификации животных, в ближайшее время получит разрешение Управления по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) на продажу генетически модифицированных свиней (с помощью CRISPR), устойчивых к репродуктивному и респираторному синдрому свиней (PRRS). Одной из целей компании является борьба с этим бедствием, которое обходится фермерам в несколько миллиардов долларов в год и представляет угрозу для безопасности продуктов питания. Если все пойдет по плану, мясо должно появиться на рынке к концу года.
PRRS (также известный как репродуктивный и респираторный синдром свиней) - вирусное заболевание, вызываемое артеривирусом и поражающее сельскохозяйственных свиней. Болезнь распространяется в стадах воздушным, репродуктивным и трансплацентарным путем и может оставаться заразной в течение нескольких лет в замороженном мясе. Болезнь может возникнуть в любой период жизни животного и проявляется в виде анорексии, лихорадки, вялости и депрессии. Респираторные расстройства особенно опасны для поросят, смертность среди которых может достигать 100 %. Как следует из названия, инфекция также влияет на воспроизводство, вызывая такие симптомы, как спонтанные выкидыши и высокая смертность при рождении.
Хотя вакцины против PRRS и существуют, они не гарантируют стопроцентной защиты, поскольку вирус имеет очень высокий уровень мутации, не говоря уже о повышенной уязвимости к вторичным инфекциям. В результате заводчики часто вынуждены подвергать зараженных животных эвтаназии.
По оценкам, эта болезнь обходится мировой свиноводческой отрасли в сумму до 2,7 миллиарда долларов в год. Кроме того, "хотя болезни домашнего скота имеют серьезные экономические последствия, нельзя пренебрегать воздействием на окружающую среду, страданиями животных и психологическими последствиями для фермеров", — пишет исследовательская группа Genus в своем исследовании, представленном в .
Чтобы поддержать отрасль, Genus разработала методику CRISPR, позволяющую сделать свиней устойчивыми к PRRS. Компания утверждает, что к концу года она получит разрешение FDA на широкую коммерциализацию. "Нет смысла в том, чтобы свиньи болели и умирали, если есть возможность генетически предотвратить это", — сказала Science Элисон Ван Эненнаам, генетик животных из Калифорнийского университета в Дэвисе. Хотя Управление по контролю за продуктами и лекарствами США уже одобрило для употребления в пищу два других CRISPR-животных, свиньи Genus - первые, которые получат широкое распространение.
Здоровые свиньи, устойчивые к вирусу PRRS
Несколько лет назад исследователи выявили трансмембранный рецептор CD163, который специфически связывается с вирусом PRRS для заражения клеток. Домен SRCR 5 (экзон 7d) CD163 был определен как место взаимодействия с вирусом. Используя стратегию CRISPR-Cas9, исследователям удалось удалить домен SRCR 5 у свиней, тем самым инактивировав рецептор CD163 и придав ему устойчивость к вирусу. Такая модификация позволяет сохранить другие полезные биологические функции рецептора.
Работа Genus представляет собой доказательство концепции, воспроизведение результатов с целью коммерциализации. В этой концепции, помимо определения генетической последовательности, на которую будет направлено воздействие, необходимо продумать несколько дополнительных технических шагов. В частности, аллель, придающий устойчивость к заболеванию, должен сохраняться в генетически продвинутых линиях (с высоким генетическим разнообразием), чтобы вызывать непрерывное генетическое улучшение в течение нескольких поколений. Кроме того, модифицированный аллель не должен оказывать негативного влияния на коммерческие показатели животных (скорость роста, уровень воспроизводства и т.д.). Такой строгий подход облегчает маркетинговые процедуры, требуемые FDA.
Для достижения этой цели исследователи Genus модифицировали 4 различные линии домашних свиней (Sus scrofa domesticus), обычно используемых для производства продуктов питания. Генетическая модификация была проведена на эмбрионах, которые затем были пересажены свиноматкам на период беременности. Получение нескольких потомков позволило создать породы с двумя инактивированными копиями рецептора CD163. Другие этапы включали в себя характеристику модифицированного аллеля CD163 на протяжении трех поколений, чтобы выявить и устранить нецелевые модификации. Специалисты успешно вывели здоровых, устойчивых к PRRS свиней.
В целом, эти шаги необходимы FDA для подтверждения безопасности модифицированного аллеля, его способности передаваться по наследству, стабильности в течение нескольких поколений и устойчивости свиней к заболеваниям. Однако для компании это особенно дорогостоящий путь регулирования, который некоторые эксперты считают излишне процедурным. Ведь в отличие от ГМО, в которых смешиваются ДНК разных видов, технология CRISPR компании Genus включает в себя только ДНК модифицированной свиньи и вызывает генетические изменения, которые могут происходить естественным путем в течение нескольких поколений. Логично, что это должно ускорить время выхода на рынок по сравнению с трансгенными продуктами.
Однако модифицированный аллель CD163 никогда ранее не наблюдался у свиней в естественных условиях. В результате "мы должны пройти через всю систему проверки FDA. Для нас нет коротких путей", — объясняет Клинт Несбитт, молекулярный биолог компании Genus. С другой стороны, известно, что в США регулирование этого сектора особенно жесткое по сравнению с другими странами. В Колумбии, например, администраторы заявили, что в отличие от трансгенных животных, CRISPR-свиньи будут регулироваться так же, как и обычные. Тем не менее компания настроена оптимистично и говорит, что до одобрения FDA осталось всего несколько шагов. Компания также планирует получить разрешение на экспорт из Китая.