"Трансгенное стадо" ведет генетиков и биотехнологов к серьезным успехам

По статистике, на планете примерно 25 процентов новорожденных, которые не получают грудного вскармливания, умирают от различных болезней. А это 1,5–2 миллиона детей ежегодно. А все потому, что в материнском молоке содержится уникальный бактерицидный белок лактоферрин – своего рода "иммунная прививка" младенцу, природный антибиотик. Вещество удалось выделить из молока рожениц более полувека назад. Но стоимость его и сегодня остается заоблачной: 1–2 тысячи долларов за грамм. Однако благодаря союзной программе "БелРосТрансген" генетики и биотехнологи в шаге от того, чтобы наладить массовый выпуск лекарств с лактоферрином, которые будут дешевле импортных аналогов в 10–20 раз.

"Золотой белок"

– В литературе описано множество целебных свойств лактоферрина: он губит опасные микроорганизмы – стрептококки, холерный вибрион, грибки, его можно применять для лечения гепатита В и С, герпеса. Исследования в Японии показали, что лактоферрин обладает противоопухолевым действием. Есть подтверждения его обезболивающего эффекта, – говорит профессор Владимир Кульчицкий, заместитель директора по научной работе Института физиологии НАН Беларуси.

И вот новое открытие: 48 экспериментов по изучению лактоферрина, которые белорусские медики провели с российскими коллегами в нынешнем году, доказали – даже небольшая доза лактоферрина в разы ослабляет действие эндотоксина кишечной палочки.

– Сейчас нам важно узнать обо всех эффектах белка, – продолжает Владимир Кульчицкий. – В том числе и о возможном побочном действии, чтобы к 2012 году выработать рекомендации для фармакологов и указать, какие лекарства будут самыми действенными и экономически успешными.

Мировой рынок лактоферрина оценивается в 6 млрд долларов. В основном белок добывается из молока коров и используется как пищевая добавка – в продаже можно найти, по разным оценкам, от 4 до 20 тысяч различных препаратов. БАДы входят в состав детских смесей, косметических средств, а спортсмены США и Австралии пристрастились к лактоферрину, так как ценят его иммунноукрепляющий эффект. При этом 75 процентов всей продукции с лактоферрином поступает в Японию (75 процентов) и Южную Корею (12 процентов).

При всем богатстве ассортимента, есть несколько ключевых "но". Первое: добывается лактоферрин в основном из молока коров, в котором его концентрация составляет лишь 0,5 грамма на литр (а как подсчитали голландцы, коммерческий успех начинается с 2–3 граммов), к тому же из-за потенциальной аллергенности и значительного отличия от человеческого белка – не слишком хорошо усваивается. Второе: человеческий лактоферрин дорог и много его не добудешь. Но дилемму удалось решить белорусско-российской команде исследователей.

Коза всех выкормит

…Близ города Жодино в Беларуси есть необычная лаборатория и ферма, на которой живут около 110 коз. Животные – не простые: с помощью биотехнологий ученые "усовершенствовали" их, внедрив генетические конструкции, которые позволяют им давать молоко… с человеческим лактоферрином. Такая коза, по сути, превращается в небольшую "биофабрику" или завод по производству дефицитного вещества в промышленных масштабах.

Завотделом биотехнологии Научно-практического центра по животноводству Академии наук Беларуси Александр Будевич вспоминает, что сложнейшие эксперименты заняли годы. Союзная программа "БелРосТрансген" стартовала в 2003 году – сначала десяток российских ученых несколько лет испытывали 11 генетических конструкций на пяти тысячах лабораторных мышей, чтобы доказать: человеческий лактоферрин действительно можно производить промышленно. Мыши не только передавали способность синтезировать белок по наследству, но его концентрация достигала фантастических параметров – 40 и даже 160 граммов на литр молока! Затем – долгие опыты на козах.

Козоводство и в России, и в Беларуси развито очень слабо – неудивительно, что первых кандидатов для "трансгенного стада" буквально отбирали на "конкурсной основе" с частных подворий. Но у ученых свои соображения:

– Эти животные неприхотливы, дружелюбны, у них короткий интервал между поколениями – беременность длится всего пять месяцев, – перечисляет достоинства коз Александр Будевич. – Конечно, коровы дают больше молока – 4-10 тысяч литров в год, в то время как козы – тысячу-две. Но даже обычное козье молоко гораздо целебнее – 95 процентов людей не испытывают к нему аллергии.

В 2007 году родились первые козлята-трансгены – Лак-1 и Лак-2 (они и сегодня здравствуют и обласканы учеными). В молоке их потомков, которых селекционеры получили лишь в 2010 году, находилось от 0,25 до 8,1, а позже – до 12 граммов лактоферрина на литр (у кормящих матерей – 2–6 граммов). Это самый высокий показатель в мире. Неудивительно, что на международной конференции в Мексике доклад исследователей Союзного государства встретили аплодисментами.

– Сейчас занимаемся селекцией – работаем над тем, чтобы получать от наших коз больше молока (на уровне Европы – 2–3 литра в сутки), а следовательно, и больше белка. Примешиваем кровь козлов чистой зааненской породы из Литвы, планируем использовать генетический материал из Франции, – рассказывает Александр Будевич. – Параллельно создаем банк спермы, в котором уже заморожено около 3,5 тысячи доз – материал можно будет использовать и через двадцать лет.

Успехи программы привели к увеличению финансовых вливаний: до 2014 года предстоит освоить 500 млн российских рублей – сумму в десять раз большую, чем была выделена на первый этап "БелРосТрансгена". В августе началось строительство нового экспериментального биотехнологического комплекса для содержания 250 коз-продуцентов и 500 голов молодняка – промышленный выпуск белка требует большого стада. Уже уложен фундамент, возведена часть построек, заказано оборудование. До конца года на строительство уйдет порядка 4,2 млрд белорусских рублей. Также идет согласование места (скорее всего, это будет участок в 15 километрах от Жодина), где появится перерабатывающий модуль – из молочной сыворотки здесь будут выделять чистый лактоферрин.

– Ставится задача наладить производство дешевого человеческого лактоферрина для выпуска лекарств и БАДов – детских смесей, обогащенного молока, йогуртов, творожков и многого другого, – говорит Александр Будевич. – Думаю, что наши козы смогут давать 200–300 литров молока в сутки, а это порядка полкило порошка лактоферрина. В сентябре запланирована встреча с коллегами в Москве, чтобы обсудить дальнейшие действия.

"Вам с лактоферрином или без?"

Опыт по сушке белка, который провели в белорусском Институте мясо-молочной промышленности, оказался успешным: ожидается, что уже к 2014 году на прилавках магазинов появятся опытные партии коровьего молока, обогащенного лактоферрином, причем оно будет незначительно дороже (всего на несколько процентов), но гораздо полезнее.

– Нужно решить еще много проблем, – делится планами Александр Будевич. – Хотя белок и получен, для пищепрома и фармацевтов его пока не существует – нужно подтвердить его безопасность, вписать в правовое поле, стандарты, регламенты. Параллельно – разрабатывать технологии пищевых добавок и лекарственных средств. Поэтому сейчас Белорусский государственный медуниверситет проверяет лактоферрин на аллергенность, пирогенность и токсичность. Надеемся, что скоро приступим к предклиническим испытаниям, а позже – к клиническим, для чего потребуется три-пять лет.

– За все время существования СССР было создано не более десятка абсолютно новых медпрепаратов, – напоминает Владимир Кульчицкий. – Потому как это очень сложный и дорогой процесс. Одному коллективу и одной стране это часто не под силу, поэтому интеграция ученых – в данном случае российских и белорусских – наглядный пример важности такого сотрудничества.

Не стоит забывать и об экономической составляющей: из 200 белков, необходимых человеку, налажен выпуск лишь 30. В Академии наук Беларуси намекают: в ближайшее время определится еще одно ценное вещество, которое будут производить с помощью трансгенных животных…