Хорьки унюхали птичий грипп в утином помете

Биологи научили хорьков выявлять помет уток, зараженных птичьим гриппом. Точность такой диагностики превысила девяносто процентов. Как отмечается в статье для журнала PLoS One, использование натренированных хорьков позволит контролировать распространение непатогенных вариантов вируса, которые не вызывают у носителей клинических симптомов и ускользают от внимания специалистов, но в любой момент могут мутировать в более опасные формы. А если развить аналогичный навык у собак, то можно будет отслеживать инфекцию в ее природном резервуаре — популяциях диких околоводных птиц.

Вспышки птичьего гриппа наносят серьезный урон сельскому хозяйству, приводя к гибели миллионов домашних птиц на фабриках и в фермерских хозяйствах по всему миру. Ущерб от них оценивается в миллиарды долларов США. Более того, некоторые штаммы данной болезни передаются человеку и потенциально могут стать причиной новых пандемий. Неудивительно, что ученые ищут способ выявлять инфицированных особей как можно раньше. Однако сделать это порой непросто. Дело в том, что иногда домашние птицы заражаются от диких сородичей или друг от друга низкопатогенными вариантами вируса, которые не вызывают у них клинических симптомов и поэтому не диагностируются специалистами. Лишь через некоторое время возбудитель инфекции мутирует в высокопатогенную форму, убивающую своих носителей.

Команда исследователей во главе с Гленом Голденом (Glen J. Golden) из Университета штата Колорадо предложила выявлять птиц, зараженных низкопатогенными штаммами гриппа, по запаху. Как давно известно специалистам, инфекции и паразиты меняют запах хозяина, влияя на состав выделяемых им летучих веществ, — и носы некоторых млекопитающих достаточно чувствительны, чтобы это заметить. Например, мандрилы (Mandrillus sphinx), крупные приматы из лесов Центральной Африки, используют обоняние для выявления сородичей, которые страдают от кишечных паразитов. А собак можно натренировать, чтобы они вынюхивали малярию, ковид и другие болезни у людей.

Поскольку подготовка и содержание собак, способных диагностировать болезни по запаху, обходится довольно дорого, для проверки своей идеи Голден и его соавторы сосредоточили внимание на другом виде — домашнем хорьке (Mustela putorius furo). Ранее эти мелкие хищники уже продемонстрировали, что обладают отличным обонянием и способны сообщать человеку о наличии искомого запаха, скребя когтями поверхность рядом с его источником.

На первом этапе исследователи разделили шестьдесят здоровых уток разного пола на четыре группы и трем из них ввели разные концентрации вирусов гриппа типа H6 (эти особи составили первую когорту). Помет всех птиц собирали раз в несколько дней в течение двух недель и до начала тестов хранили в морозильнике. Кроме того, кровь подопытных уток проанализировали на наличие вирусной РНК, чтобы удостовериться, что особи из экспериментальных групп действительно заболели. Птиц еще из трех небольших групп (вторую когорту) заражали гриппом типа H5, а также двумя другими вирусными заболеваниями: болезнью Ньюкасла и инфекционным ларинготрахеитом.

Затем Голден и его соавторы отобрали шесть стерилизованных хорьков-самцов возрастом больше пятнадцати недель и научили их находить помет зараженных уток из первой когорты, включавшей шестьдесят особей. Для этого каждого зверька ставили перед установкой с пятью коробочками, в каждой из которых находилась стеклянная емкость, содержащая утиный помет. Чтобы хорьки могли учуять запах птичьих выделений, крышки емкостей были сделаны из фильтровальной бумаги. В одном из пяти контейнеров (инструктор, работавший с животными, не знал, в каком именно) находился помет утки, зараженной низкопатогенным штаммом птичьего гриппа, а в остальные поместили экскременты здоровых особей. Если хорек проявлял интерес к коробочке с пометом инфицированной птицы и скреб ее поверхность, его вознаграждали лакомством.

После того, как через несколько дней хорьки научились вынюхивать птичий грипп с высокой точностью, исследователи перешли к следующему этапу. Сначала специалисты воспроизвели те же испытания, что и во время тренировок. Хорьки справились с этим заданием со средней точностью от семидесяти трех (в экспериментах без вознаграждения) до девяноста девяти процентов (в экспериментах с вознаграждением). Похожие результаты были получены при повторении эксперимента с использованием помета, собранного в разные дни. Когда подопытным животным предоставляли пять емкостей, в двух из которых находился помет двух разных зараженных уток, они также почти всегда делали правильный выбор (его точность составила от девяноста шести до ста процентов). Хорьки продолжали практически безошибочно находить выделения зараженных гриппом птиц и после добавления в выборку помета уток из второй когорты, с запахом которых они еще не были знакомы, а также уток, инфицированных болезнью Ньюкасла и инфекционным ларинготрахеитом.

По оценке Голдена и его коллег, в целом точность диагностики низкопатогенного птичьего гриппа с помощью хорьков превысила девяносто процентов. Зверьки не только обнаруживали помет зараженных этим вирусом уток, но и отличали его от выделений птиц, страдающих от других вирусных болезней. Судя по всему, это связано с тем, что каждому заболеванию соответствуют конкретные летучие вещества, выделяемые его носителем; которые и чуют хорьки. Для сравнения, мыши, способности которых тестировались в предыдущих исследованиях, справились с аналогичной задачей немного хуже: точность их выбора составила восемьдесят-девяносто процентов.

Результаты работы наглядно демонстрируют, что млекопитающие отлично подходят на роль биодетекторов птичьего гриппа. Например, живущих в лаборатории хорьков можно использовать, чтобы тестировать на присутствие этого вируса образцы помета домашних и диких птиц. А если натренировать аналогичным образом собак, то распространение гриппа удастся отслеживать непосредственно в дикой природе — по выделениям диких околоводных птиц, которые служат его естественным резервуаром.

Новозеландские ученые использовали острый нюх хорьков и кошек против них самих. За месяц до начала размножения трех редких видов куликов в местах их гнездования на Южном острове архипелага разместили метки с птичьим запахом. Запах привлек интерес завезенных хорьков и бродячих кошек — однако, не найдя желанных яиц и птенцов, они связали его с отсутствием пищи и постепенно перестали посещать обработанные участки. В результате выживаемость кладок куликов выросла в 1,7 раза.

Сергей Коленов