Топ-10 инноваций в ветеринарии 2024 года

Ветеринарная медицина, как и медицина человека, неуклонно развивается благодаря научным открытиям. Каждый год учёные по всему миру создают новые препараты, разрабатывают методы лечения и внедряют передовые методики в практику. Сегодня мы представляем вашему вниманию обзор 10 самых выдающихся достижений ветеринарии в 2024 году.

Текст: Евгений Назаренко

Автор благодарит за помощь в подготовке материала Екатерину Васильеву, Анну Кузнецову, Владислава Сердюка, Илью Середу, Татьяну Середу, Варвару Соловьеву, Анну Феденеву.

1. В США разработана вакцина от рака у собак на основе пептидов EGFR/HER2

Учёные из Йельской школы медицины создали и провели клинические испытания вакцины против рака. Исследование продолжалось в течение нескольких лет, в 2024 году разработчики подали заявку на регистрацию препарата в Министерство сельского хозяйства США.

Специалисты обнаружили, что у собак с различными видами онкологических заболеваний, таких как колоректальный рак, рак молочной железы и остеосаркома, повышены уровни белков, называемых рецепторами эпидермального фактора роста (EGFR) и рецепторами человеческого эпидермального фактора роста 2 (HER2). Обычное лечение пациентов с этими видами рака включает применение моноклональных антител, которые представляют собой белки, способные присоединяться к рецепторам EGFR и/или HER2 и влиять на них. Однако организм больных часто вырабатывает резистентность к этим антителам, что со временем снижает эффективность лечения.

Исследователи пошли по инновационному пути разработки вакцины. Если традиционная терапия моноклональными антителами начинается с одной иммунной клетки и нацелена на определённые части молекул EGFR/HER2, то новая стратегия ориентирована на вызов поликлонального ответа. Это подразумевает генерацию антител из нескольких иммунных клеток, а не только из одной, что позволяет им связываться с различными частями молекул EGFR/HER2 вместо одной области. Цель этого подхода заключается в снижении риска возникновения резистентности.

Первое клиническое испытание препарата было проведено ещё в 2016 году. Более 300 собак прошли курс лечения с помощью вакцины. Она индуцирует выработку антител, способных нацеливаться на опухоли и связываться с ними, нарушая сигнальные пути, ответственные за рост опухоли. Исследовательская группа сообщает о заметном улучшении 12-месячной выживаемости собак с различными типами рака — примерно от 35% до 60%. Кроме того, у многих животных, проходящих лечение, наблюдается сокращение размеров опухоли.Как показывают результаты испытаний, у вакцинированных собак выработались антитела против EGFR/HER2, в опухолях наблюдалась инфильтрация Т-клетками и антителами. У животных с остеосаркомой отмечался регресс опухолей и увеличение продолжительности жизни. Ожидается, что вакцина будет эффективна в лечении естественно возникающих опухолей у собак, что может быть моделью для разработки аналогичных подходов у людей.

2. Диагностика рака с помощью Рамановской спектрометрии мочи

Специалисты из Флориды провели исследование, посвящённое использованию Рамановской спектроскопии мочи для диагностики рака. Этот метод позволяет обнаружить молекулярные изменения в образцах мочи. Специалисты проводили спектроскопию и сравнивали данные для выявления различий между здоровыми и больными животными.

Метод продемонстрировал высокую точность в дифференциации между здоровыми и больными собаками. Были выявлены специфические молекулярные маркеры, которые характерны для онкологических заболеваний, что позволило с высокой вероятностью диагностировать рак. Скорость анализа значительно превысила традиционные методы диагностики, такие как биопсия или визуализация, при этом процедура оставалась неинвазивной и безопасной для животных. В некоторых случаях метод позволил обнаружить признаки рака на ранних стадиях, когда клинические симптомы ещё не проявились.

Исследование демонстрирует, что анализ биологических жидкостей может стать эффективной альтернативой более инвазивным диагностическим процедурам, существенно повысить эффективность лечения и улучшить прогноз для пациентов.

Следует заметить, что работа является пилотной. Кроме того, сами авторы пишут о ряде ограничений: в частности, в исследование были включены животные только с четырьмя видами злокачественных заболеваний, выборка была небольшой и др. Метод требует дальнейших исследований. Тем не менее, похоже, что Рамановская спектрометрия является перспективным методом для раннего и точного выявления онкологических заболеваний у собак, а в перспективе – у других видов животных и человека.

3. Внедрение искусственного интеллекта в диагностику сердечных заболеваний у собак

В 2024 году в различных областях ветеринарной медицины начали применять ИИ для выполнения различных задач. Особенно значимыми стали достижения в диагностике заболеваний сердца.

Исследователи из Национального университета Чунгбук (Южная Корея) разработали нейронную сеть (DPANet) для точной сегментации сердца и выявления увеличения левого предсердия на рентгенограммах грудной клетки у собак. Этот подход использует метод сегментации с небольшим числом примеров (Few-Shot Segmentation, FSS), который позволяет работать с минимальным количеством аннотированных данных, что особенно важно в ветеринарии, где данные часто ограничены.

С помощью ИИ учёные смогли эффективно сегментировать части сердца собаки и выявить увеличение левого предсердия на ограниченном количестве рентгеновских снимков грудной клетки. Они продемонстрировали потенциал технологии FSS как вспомогательного диагностического инструмента для ветеринарных врачей. Метод повышает точность диагностики и способствует раннему выявлению сердечных патологий.

В будущих работах авторы планируют разработать модель сегментации кардиомегалии у собак с учётом породы, пола и веса.

В другой работе специалисты из Кембриджского университета адаптировали алгоритм, который изначально был разработан для людей, для точного выявления и классификации сердечных шумов у собак. Для обучения нейросети они использовали базу данных сердечных сокращений примерно тысячи пациентов-людей.

Тесты показали, что чувствительность алгоритма составляет около 90%, что соответствует уровню точности, с которым может работать опытный кардиолог.

Исследователи собрали данные почти о 800 собаках, которые прошли плановое обследование сердца в четырёх специализированных центрах Великобритании. Хотя некоторые породы более других предрасположены к появлению кардиологических проблем, для машинного обучения использовались данные о самых разнообразных питомцах. Каждое животное прошло полное медицинское обследование и эхокардиограмму. Тоны сердца регистрировались с помощью электронного стетоскопа.

Используя эти данные, учёные доработали алгоритм таким образом, чтобы он мог обнаруживать и классифицировать шумы в сердце и определять разницу между шумами, связанными с лёгкой формой заболевания, и теми, которые указывают на прогрессирующее заболевание, требующее дальнейшего лечения.

По мнению разработчиков, созданный ими инструмент (а также подобные ему) может помочь ветеринарным врачам быстро выявлять тех животных, которые больше всего нуждаются в лечении.

4. В Канаде специалисты восстановили зрение у мини-пигов с повреждением жёлтого пятна

Учёные из Канады разработали передовую клеточную терапию, основанную на применении «заготовок» клеток сетчатки — колбочек и палочек, созданных из стволовых клеток. Этот метод был успешно опробован для частичного восстановления зрения у мини-пигов.

По словам авторов, предыдущие попытки использовать стволовые клетки для восстановления сетчатки не давали значительных результатов. Удавалось создать лишь отдельные фоторецепторы или трёхмерные модели сетчатки, которые не подходили для трансплантации. Исследователи нашли решение, выращивая клетки в специализированной двумерной культуре стволовых клеток.

Под действием синтетического аналога белка DAND5 и других молекул формировались заготовки клеток, которые затем самостоятельно объединялись в трёхмерную ткань, схожую с сетчаткой.

Созданную искусственную сетчатку пересадили мини-пигам, которые потеряли зрение в результате химического повреждения жёлтого пятна — центральной части сетчатки. Эти животные были выбраны, поскольку их глаза по строению схожи с человеческими.

В ходе эксперимента специалисты вместе с офтальмологами провели операцию, заменив повреждённые слои сетчатки на искусственно выращенные. Фрагмент ткани диаметром 4 мм был имплантирован в глазные яблоки животных, после чего учёные наблюдали за изменениями в активности клеток сетчатки и поведении мини-пигов.

Результаты показали, что пересаженная ткань успешно прижилась, начала формировать нервные связи и передавать сигналы в мозг. Мини-пиги начали реагировать на яркий свет, что подтверждает успешность трансплантации. Работа канадских специалистов может дать толчок для новых исследований использования стволовых клеток в офтальмологии, хотя о практическом применении этой технологии в ветеринарной медицине в ближайшем будущем говорить преждевременно.

5. Одобрен первый препарат моноклональных антител против парвовируса собак

Ветеринарные врачи в США начали активно использовать CanineParvovirusMonoclonalAntibody (CPMA) — первый и единственный одобренный Министерством сельского хозяйства США препарат моноклональных антител против парвовируса собак.

CPMA нацелен непосредственно на вирус, что отличает его от традиционных методов лечения, которые направлены на облегчение симптомов. Препарат вводится однократно.

Преимущества CPMA заключаются в его способности непосредственно нейтрализовать вирус, что может привести к более быстрому выздоровлению и снижению необходимости в длительной госпитализации. Хотя для полного понимания эффективности и преимуществ препарата необходимы дальнейшие исследования и наблюдения. Препарат начал поступать к ветеринарным врачам ещё в 2023 году, однако в 2024 году появились значимые новости, связанные с его внедрением. Так, в октябре были опубликованы данные, показывающие, что применение CPMA значительно повышает выживаемость щенков, снижает стресс у ветеринарного персонала и сокращает среднюю продолжительность госпитализации на 1,87 дня. Ещё ранее, в апреле 2024 года был запущен онлайн-инструмент для отслеживания случаев парвовируса, приуроченный к первому Национальному дню осведомлённости о парвовирусе. На сегодняшний день американские врачи говорят о возможности сделать всю страну свободной от парвовируса собак как о вполне реалистичной перспективе.

6. Изучена эффективность изофлурана в лечении эпилепсии у собак

По данным ветеринарных источников, около 60% собак с эпилепсией хотя бы раз в жизни нуждаются в неотложной помощи для купирования эпилептического статуса. Это состояние характеризуется непрерывными припадками, продолжающимися более 5 минут, или серией приступов (два и более) без восстановления сознания между ними.

Рефрактерный эпилептический статус (RSE) – это форма эпилептической активности, которая длится свыше 30 минут и не поддаётся лечению препаратами первого и второго ряда. Если эпилептический статус продолжается более суток, его классифицируют как суперрефрактерный эпилептический статус (SRSE). У людей в случаях RSE и SRSE часто используется ингаляционная анестезия изофлураном (ISO), однако исследований его эффективности у людей пока недостаточно.

В ветеринарной практике до настоящего времени не было опубликовано клинических данных о применении ISO у животных с эпилепсией, хотя существуют такие рекомендации на основе применения препарата у людей. Новое исследование, проведённое в Университете Аристотеля в Фессалониках (Греция), было направлено на оценку эффективности ингаляционной анестезии ISO для купирования рефрактерных приступов у собак и изучение возможных побочных эффектов. Ретроспективный анализ охватил данные отделения интенсивной терапии университетской ветеринарной клиники за период с февраля 2013 по март 2023 года. Были рассмотрены истории болезни 20 собак с 26 зарегистрированными эпизодами RSE/SRSE.

Клинического прекращения судорожной активности удалось достичь во всех 26 случаях (100%). В 73,1% эпизодов лечение оказалось успешным, и приступы не повторялись. Однако в 26,9% случаев судороги возобновились после прекращения анестезии, и эти животные либо были подвергнуты эвтаназии, либо скончались от сердечной остановки.Результаты работы показывают, что ISO может быть эффективным средством для прекращения судорог при рефрактерных эпилептических состояниях у собак.

7. Проведена оценка применения инновационных устройств для беспроводной записи и анализа непрерывной ЭЭГ собак

Вольфган Лёшер (Германия) и Грегори Уоррелл (США) опубликовали работу, в которой дан обзор и обсуждение новых подкожных и интракраниальных устройств, которые позволяют проводить беспроводную запись и анализ непрерывной электроэнцефалограммы (ЭЭГ) у неседированных собак в их естественной среде обитания.

Как отмечают авторы, оптимизация фармакологической терапии у больных эпилепсией часто затруднена из-за неточных дневников приступов и побочных эффектов лекарств. ЭЭГ давно является основой диагностики и классификации эпилепсии у людей, но из-за технических сложностей играет ограниченную роль в ветеринарии.

Авторы представили обзор новейших технологий, позволяющих проводить непрерывный мониторинг ЭЭГ у собак в их естественной среде без необходимости седации, что открывает новые возможности в диагностике и лечении эпилепсии у этих животных.

Несмотря на то, что все устройства для ЭЭГ, рассмотренные в статье, были разработаны для людей, многочисленные исследования с использованием интракраниальных ЭЭГ-устройств показали, что они могут применяться и для собак. Это также относится к некоторым новым подкожным ЭЭГ-устройствам. По мнению авторов, использование таких систем у собак произведёт революцию в диагностике эпилепсии у животных и значительно поспособствует улучшению схем классификации заболеваний, а длительный мониторинг ЭЭГ у собак как в стационаре, так и в амбулаторных условиях будет способствовать улучшению лечения эпилепсии у этого вида.

Такие устройства могут оказаться особенно полезными для собак с редкими приступами и для терапии собак с лекарственно-устойчивой эпилепсией. Авторы указывают, что в ближайшее время появятся системы диагностики эпилепсии следующего поколения, которые будут включать алгоритмы искусственного интеллекта и машинного обучения для более корректного выявления приступов.

8. Создан атлас экспрессии генов и промоторов у собак

Группа учёных из консорциума DoGA, включающего специалистов из различных стран и университетов, создала подробный атлас экспрессии генов и промоторов у собак. Этот атлас представляет собой обширную базу данных, отображающую активность генов в разных частях тела собак и моменты их активации. Такой ресурс поможет научному сообществу глубже понять механизмы работы генов, их влияние на здоровье и заболевания, а также определить, какие наследственные факторы могут способствовать развитию болезней. Атлас будет полезен для междисциплинарных исследований, связывающих генетические данные человека и собак. В частности, информацию из этого ресурса можно использовать для идентификации генов, связанных с раковыми заболеваниями, эпилепсией и психическими расстройствами.

Для создания атласа учёные проанализировали более 5000 образцов, собранных от различных пород собак и волков. Используя новейшие технологии секвенирования РНК, они детально изучили экспрессию генов и структуры промоторов. Это масштабное исследование значительно усовершенствовало генетическую карту собак, сделав её более точной по сравнению с другими модельными организмами.

9. Разработан первый бионический протопротез передней конечности для кошки

Специалисты Университета Баджи Мохтар в Аннабе (Алжир) разработали 3D-печатный прототип бионической передней конечности, управляемой с помощью электромиографических (ЭМГ) сигналов.

Сначала был проведён детальный анализ ортопедических и биомеханических характеристик передней конечности кошки. На основе измерений, полученных от пяти взрослых кошек, был разработан прототип бионической конечности с использованием 3D-печати методом послойного наплавления из полиэтилентерефталат-гликоля (PETG). Прототип заменяет запястные и пястные суставы сервомоторами и управляется микроконтроллером Arduino Uno R3 на основе ЭМГ-сигналов.

Подход, использующий 3D-печать и ЭМГ управление, ранее не применялся для создания протезов передних конечностей у кошек. Он открывает новые перспективы в области протезирования конечностей у мелких домашних животных.

10. Опубликованы новые гайды по ряду специализаций

Наконец, отметим выпуск ряда новых гайдов, которые, хоть и не являются результатом инновационных достижений ветеринарии 2024 года, но свели воедино итоги исследований последних лет в определённых областях и представили их в форме, удобной для применения в практической ветеринарии.

Среди наиболее важных следует отметить: