Здоровье пчел – важнейший критерий развития современного пчеловодства

Аликин Ю.С.1, Афиногенов А.З.1, Батуев Ю.М.2, Гробов О.Ф.2, Подгорный В.Ф.1
1 Закрытое акционерное общество «Велепрес»,
2 ГНУ ВНИИ экспериментальной ветеринарии им. Я.Р. Коваленко РАСХН, г. Москва

Ежегодные централизованные поставки пчел по всей стране способствовали распространению болезней, ранее не встречавшихся в данной местности. Отсутствие современных диагностических систем на бактериальные и вирусные болезни не дает возможности оценить качество проводимых лечебно-профилактических мероприятий. Ветеринарный контроль за этими инфекциями почти отсутствует в связи с малой разработанностью диагностических систем. Сложившееся положение усугубляет недостаточность наших знаний о вирусах пчел, об их иммунной системе и генетической устойчивости. В связи с тем, что переносчиком вирусных инфекций у пчел являются паразитирующие на них клещи, возникает необходимость сочетания противовирусной и акарицидной обработки, направленной как для борьбы против, например, варроатоза, так и на укрепление и стимуляцию пчелиной семьи. Точно такая же задача возникает и при других заболеваниях пчел бактериальной этиологии. Учитывая то, что клинические признаки вирусных болезней пчел часто имеют невыраженную картину, а серологические методы диагностики не обладают достаточной чувствительностью, ассоциированные инфекции у пчел: вирусной, бактериальной и грибковой природы очень быстро и широко распространяются.

Одним из вариантов решения этого вопроса является разработка высокочувствительной и специфичной иммуноферментной тест-системы для диагностики основных вирусных болезней пчел. Такая тест-система необходима также для оценки зараженности меда вирусами пчел.

Поэтому требуется безотлагательная разработка современных диагностических систем и комплексных лечебно-профилактических препаратов на основе последних достижений биотехнологии с учетом механизмов генетической устойчивости и особенностей иммунитета различных пород пчел.

На протяжении последних нескольких десятков лет внимание ученых привлечено к ферментам, разрушающим вирусы, и подавляющих или профилактирующих вирусные заболевания у пчел. Препараты на основе фермента эндонуклеазы Serratia marcescens (эндонуклеаза бактериальная и эндоглюкин) - наиболее подходящие средства для этой цели по своим свойствам.

Ферменты обмена нуклеиновых кислот (НК) играют важную роль как в процессах  реализации потенциала генотипа, так и в научных исследованиях в области молекулярной биологии, генетической инженерии и биотехнологии. Но изучение механизма действия нуклеаз привлекательно с позиций выяснения их роли в качестве эффекторных молекул противовирусной защиты клеток. Одним из наиболее изученных энзимов этого класса является секретируемая эндонуклеаза Serratia marcescens.

В основе предположений о возможном противовирусном действии нуклеаз-ферментов, разрушающих НК, лежат следующие факты и соображения. Общеизвестно, что эффекторный (рабочий) механизм системы интерферона у позвоночных, направленный  на элиминацию вирусной инфекции, основан на активации собственных эндонуклеаз в клетке. Именно с помощью нуклеаз организм и его клетки защищаются от вирусов.

Эффективность действия препаратов эндонуклеазы бактериальной и эндоглюкина у пчел

К списку нуклеаз, проявляющих противовирусные свойства на моделях in vitro, относят панкреатические РНК-азы, ДНК-азы, а также эндонуклеазу Serratia marcescens [1]. Установлено, что рибонуклеазы обладают выраженной противовирусной активностью в отношении таких РНК-содержащих вирусов, как вирусы гриппа, полиомиелита, клещевого энцефалита. Дезоксирибонуклеазы тормозят синтез и размножение ДНК-содержащих вирусов, осповакцины, аденовируса, герпеса. Эндонуклеаза Serratia marcescens способна расщеплять НК как РНК-, так и ДНК-содержащих вирусов. Фермент тормозит размножение, соответственно, вирусов везикулярного стоматита и осповакцины в культуре клеток куриных фибробластов.

Инактивация ферментативных свойств нуклеаз приводит также к потере их противовирусной активности. Установлено, что нуклеазы не инактивируют нативный вирус вне клетки и действуют, в основном на вирус, размножающийся в клетках. Наблюдается прямая зависимость противовирусной активности эндонуклеазы от концентрации фермента в среде.

Клиническое применение ферментов показало высокую эффективность ДНК-азы при заболеваниях человека, вызываемых вирусом герпеса и аденовирусами, а РНК-азы при клещевом энцефалите у людей и легочных патологиях [2].

Первый созданный на основе эндонуклеазы Serratia marcescens противовирусный препарат получил название эндонуклеаза бактериальная. Технология его была разработана совместными исследованиями НИКТИ БАВ и ИЦИГ СО АН СССР [3]. Препарат предполагался в качестве противовирусного средства для широкого спектра заболеваний у различных организмов.

Для пчеловодства эндонуклеаза бактериальная была разработана в 1973-1984 гг. в НИКТИ биологически активных веществ (г. Бердск, Новосибирской обл.). Это был первый противовирусный препарат в истории пчеловодства, предназначенный для профилактики острого и хронического паралича и других вирусных заболеваний пчел. Этапы создания препаратов для этих целей представлены в табл. 1. В 1984 г. эндонуклеаза бактериальная была разрешена ГУВ СССР к широкой практике в пчеловодстве.

Таблица 1. Этапы создания препаратов на основе эндонуклеазы Serratia marcescens для пчеловодства

Примечание: * - для разработки препарата и его испытания требуется финансирование.

При использовании этого средства на практике выявился ряд недостатков препарата, проявившихся в невысокой эффективности, нестабильности его растворов, в значительной зависимости эндонуклеазной активности от температуры среды, неудобстве применения формы препарата на практике и т.п. Все это послужило основанием для дальнейшей работы по усовершенствованию его лекарственной формы и, в конечном счете, привело к разработке препарата второго поколения. Он получил название эндоглюкин. По результатам технологических и биохимических исследований, а также биологических испытаний препарата в экспериментальных и производственных условиях ГУВ СССР в 1992 г. разрешило его широкие производственные испытания, а в 1996 году Департамент ветеринарии РФ утвердил его в качестве противовирусного средства и стимулятора развития в пчеловодстве.

Традиционное применение эндонуклеазы у пчел было основано на профилактическом противовирусном эффекте. Но одновременно наблюдали стимулирующий эффект препарата. Трактовка данного феномена, по-видимому, связана с наличием в пчелиных семьях латентных и длительно существующих (персистирующих) вирусов, которые угнетают развитие пчел, и их уничтожение с помощью эндонуклеазы позволяет пчелосемье начать быстро развиваться. Степень развития, оцениваемая по силе семей и количеству расплода, колеблется от 20 до 140% по сравнению с контрольными - 0-20% [4].

У других насекомых, в частности у хлопковой совки, используемой при получении вирусных препаратов для защиты растений - виранов, применение эндонуклеазы предполагалось в качестве средства защиты их от вирусных заболеваний в процессе выращивания. Сначала требуется защитить этих насекомых от бакуловирусов, вызывающих у них заболевания ядерного и цитоплазматического полиэдроза, гранулеза. Как показали опыты, если в контрольных группах у капустной совки вирус ядерного полиэдроза вызывает гибель 60% особей, а цитоплазматического - 70%, то обработка  препаратами  эндонуклеазы бактериальной снижала гибель соответственно до 25 и 38,3%. У хлопковой совки вирус цитоплазматического полиэдроза вызывает гибель до 50% особей, и после использования эндонуклеазы гибель снижается до 23,3%. У озимой совки вирус гранулеза поражает до 80%, а ядерного полиэдроза до 65%, эндонуклеаза защищает насекомых и гибель совки от этих заболеваний соответственно снижается до 31,6 и 23,3%. Эти работы подтвердили наличие противовирусных эффектов у эндонуклеазы Serratia marcescens не только на пчелах, но и у других видов насекомых [5].

Профилактические противовирусные эффекты эндонуклеазы наблюдали у телят в опытах по защите их от ОРЗ на промышленных животноводческих комплексах [6]. Эти заболевания органов дыхания телят вызываются, главным образом, РНК- и ДНК-вирусами различных семейств: инфекционного ринотрахеита (герпес-), парагрипп-3 (ортомиксо-), аденовирусами I и II (адено-), вирусом диареи (рота-), респираторным синтициальным вирусом (парамиксо-), парвовирусами. Поэтому оправдано применение эндонуклеазы, неспецифически расщепляющей РНК и ДНК вирусов. Как показали наблюдения, аэрозольное применение эндонуклеазы в 4 раза снижает частоту респираторных заболеваний у телят и ослабляет их тяжесть.

Однако противовирусный эффект можно достичь не у всех организмов. Так проведенные нами исследования противовирусных эффектов эндонуклеазы у низших позвоночных, у рыб на модели рабдовирусной инфекции карпа, не подтвердили возможности её использования для этих целей.

Эндонуклеаза может быть использована при выращивании вегетативно размножающихся сельскохозяйственных растений методом апикальной меристемы. Высокоэффективно противовирусное применение эндонуклеазы для получения безвирусных сортов картофеля, где препарат используется для повышения приживаемости и оздоровления меристем растений [7]. В результате применения эндонуклеазы Serratia marcescens наблюдается увеличение числа прижившихся меристем в 2-2,5 раза, длины ростков картофеля в 2-3 раза и ускорение морфогенеза у прижившихся меристем в 1,5-2 раза.

Для применения в пчеловодстве разработаны препараты второго поколения - эндоглюкин и др. Производственные испытания эндоглюкина в качестве противовирусного средства и стимулятора развития пчелиных семей проводились на пасеках Московской и Новосибирской областей [8-10]. Применение противовирусного препарата эндоглюкина помогает избежать потерь в весенне-летний период, оздоравливать семьи, быстрее наращивать их силу, а в результате получить больше отводков, меда и других продуктов пчеловодства. Эндоглюкин - препарат второго поколения эндонуклеазы бактериальной, разработан в 1988 - 1992 гг. в НИКТИ БАВ и был внедрен в производство ООО "Диафармом".

К большому сожалению авторов препарата Эндоглюкин руководство ООО «Диафарм» оказалось неспособным организовать масштабное производство этого перспективного лекарственного средства: были нарушены интеллектуальные права авторов, свернуто производство на основе выданной Россельхознадзором лицензии, сокращен технический персонал, прекращена работа ОБТК.

Поэтому актуальной задачей для авторов препарата явилось: поиск потенциального инвестора и производителя, восстановление процесса производства.

Перспективным ветеринарным лекарственным препаратом на основе бактериальной эндонуклеазы заинтересовались новосибирские предприниматели, которые предложили авторам этого препарата сотрудничество на условиях лицензионного договора. Для совместной работы по данному направлению было учреждено ЗАО «Велепрес» (что означает «ветеринарные лекарственные препараты и средства»). Вместе мы постараемся восстановить регистрацию препарата на территории РФ и возобновить его производство для применения в пчеловодстве, животноводстве, птицеводстве.

Литература

1. Салганик Р.И., Трухачев А.А., Баталина Т.А. Противовирусное действие дезоксирибонуклеазы и рибонуклеазы//Ингибиторы вирусной активности. Рига. 1972. С. 147-152.
2. Лекарственные средства, применяемые в медицинской практике в СССР / Под ред. М.А. Клюева. М.: Медицина, 1989. С. 104, 320-321.
3. А.с. 537512 СССР. МКИ С12N9/10. Способ выделения эндонуклеазы // О.И. Полидорова, Р.И. Салганик, Л.П. Сенженко, В.К. Старостина. N1780634/13; Заявлено 03.05.72; Опубл. 30.01.84, Бюл. № 4. C. 4.
4. Салганик Р.И., Загребельный С.Н., Грачева С.Ф. и др. Эндонуклеаза  бактериальная - средство профилактики вирусного паралича пчел //Ветеринария. 1985. № 5. С. 42-44.
5. А.с. N 1422418 СССР. Способ борьбы с вирусными инфекциями насекомых // П.Л. Талпалацкий, Б.И. Бондурянская, Р.В. Выборнов и др. N 4073281. Приор. от 02.06.86. Зарег. 08.05.88.
6. Дьяченко С.Н., Галахарь Н.Л., Салганик Р.И. // Изв. СО АН СССР. Серия биол. наук. 1988. № 6. В. 1. С. 139-143.
7. А.с. N1585328 СССР. A1 MKИ С12 N5/00. Способ  выращивания картофеля // И.Г. Атабеков, В.В. Бойко, Т.И. Волкова и др. N4413537/31-13. Заявлено 20.04.88. Опубл.  15.08.90. Бюл. № 30. С. 4.
8. Батуев Ю.М. Эндонуклеаза и эндоглюкин - сравнивая эффективность // Пчеловодство. 1992. № 7-8. C. 18-19.
9. Аликин Ю.С., Масычева В.И., Клименко В.П. и др. Эндоглюкин, препарат против вирусных заболеваний // Пчеловодство. 1996. № 4. C. 17-19.
10. Батуев Ю.М. Вирусные болезни пчел // Пчеловодство. 1996. № 2. С. 34-35.