Ученые ДГТУ заглянули в пищеварительную систему животных. Наблюдать за процессами в этом отделе организма им помогает инновационная установка, которая точно повторяет работу ЖКТ. Как удалось создать естественную среду желудка, над чем сейчас работают специалисты и где могут пригодиться эти исследования, расскажет Евгений Данильчук:
В лаборатории царит практически стерильная чистота, но при этом в воздухе, не смотря на мощные вытяжки, явственно ощущается запах свинарника. Такой диссонанс связан вовсе не с чистоплотностью работающих здесь учёных, а с направлением исследований. Их проводят с помощью вот этой уникальной установки, сконструированной научными сотрудниками Донского государственного технического университета. По сути это искусственный желудочно-кишечный тракт свиньи. В этих био-ректорах учёным удалось воспроизвести процессы, происходящие в пищеварительной системе животного.
Сергей Шебеко, заведующий кафедрой “Биотехнологические и медицинские системы и технологии” института живых систем ДГТУ: «Это совокупность различных реактивов, веществ, субстратов для роста микроорганизмов. В том числе пищеварительные ферменты, конечно, туда вносятся. Путём поддержания определённых параметров мы запускаем процесс пищеварения».
В ЖКТ любого сложного организма параллельно идут микробиологические и химические процессы. За первые отвечает кишечная микрофлора - полезные бактерии, чьи ферменты участвуют в пищеварении. Внедрить их в искусственно созданную систему большого труда не составляет. Нужно отправиться на свиноферму, взять образцы и размножить полученные культуры в лабораторных условиях.
Сергей Головин, доцент кафедры “Биоинженерия” института живых систем ДГТУ: «Привозим материал сюда и выделяем пробиотические бактерии. Это всевозможные молочно кислые лакто-, бифидобактерии и подобные им. И отбираем те штаммы-кандидаты, которые наиболее успешно работают в условиях ЖКТ свиньи».
Что касается химических веществ, составляющих естественную среду желудка и кишечника, её тоже можно воспроизвести. Любые сложные ферменты - это смесь из более простых компонентов.
Сергей Головин, доцент кафедры “Биоинженерия” института живых систем ДГТУ: «Всё, что вы видите здесь, используется для имитации химического состава кишечной среды. Собственно, в нашем кишечнике примерно такой коктейль компонентов присутствует».
Конечно, просто смешать химические компоненты и микробиоту недостаточно. В реакторах, имитирующих работу отделов кишечника, нужно создать условия максимально приближенные к естественным - температура, давление, уровень рН, степень и частоту перемешивания, имитирующую перистальтику. В совокупности этих процессов и их балансе и заключается уникальность установки. Из этого возникает главный вопрос - зачем, собственно, она нужна.
Экономическая целесообразность бесспорна, отвечают учёные. При разработке новых фармакологических препаратов или, как в этом случае, кормов и премиксов, исследования проводят на живых подопытных. Получение результатов занимает месяцы. А с помощью искусственного ЖКТ на это уходят считанные дни. Не стоит забывать и об этическом моменте.
Сергей Шебеко, заведующий кафедрой “Биотехнологические и медицинский системы и технологии” института живых систем ДГТУ: «Подход исключает вред животному и исключает вред исследователю. Поэтому без вреда человеку, животному, быстро и дёшево мы можем проводить такие иследования».
Сейчас сотрудники института живых систем ДГТУ работают над усовершенствованием установки. Например, для изучения процессов всасывания вместо используемого сейчас медицинского аппарата для гемодиализа, разрабатывают специализированный модуль ,воссоздающий и фиксирующий процесс трансмембранной транспортировки веществ. А самая главная задача научной группы - внедрение установки в сельскохозяйственную практику для разработки ветеринарных препаратов и кормов. Некоторые промышленные компании уже заинтересовались ноу-хау и всерьёз рассматривают перспективы сотрудничества.
