Органоиды открывают новое «окно» в изучении фертильности индеек

Исследователь из Университета Миннесоты использует миниатюрные лабораторно выращенные органы (органоиды) для выяснения причин снижения фертильности индеек и изучения взаимосвязи между репродуктивной функцией и восприимчивостью к заболеваниям. По её словам, этот подход может существенно сократить использование животных в научных исследованиях птицеводства.

Кахина Букерруб, доцент кафедры физиологии репродукции птицы, представила результаты текущих исследований на конференции PEAK 2026 в Миннеаполисе. В своём докладе она показала, что технология органоидов открывает принципиально новые возможности для изучения здоровья родительского стада индеек.

Ранее Букерруб занималась физиологией яйцекладки у кур в Университете штата Пенсильвания, однако после перехода в Университет Миннесоты — ведущий регион США по производству индейки — около шести лет назад она сосредоточилась на репродуктивных исследованиях индеек.

Снижение фертильности — хроническая проблема отрасли

Фертильность индеек-маток начинает снижаться уже через 10 недель после начала продуктивного периода, что усугубляет и без того ограниченный уровень яйценоскости по сравнению с курами-несушками. По словам исследователя, ключевую роль в этом процессе играет утеро-вагинальное соединение — участок, где происходит хранение спермы после искусственного осеменения.

Ранние исследования показали увеличение количества иммунных клеток и развитие воспалительных процессов в тканях влагалища и утеро-вагинального соединения при повторных циклах осеменения. Семенные канальцы у таких птиц выглядели отёчными и воспалёнными, что указывает на гиперреакцию иммунной системы на повторные процедуры осеменения. В результате снижается количество жизнеспособных сперматозоидов, достигающих мест хранения.

«Проблемы возникают на стыке репродуктивной и иммунной функций», — отметила Букерруб.

Для снижения хронического воспаления без прямого подавления иммунитета команда исследователей изучила возможность активации естественного антиоксидантного пути организма, регулируемого белком Nrf2. Этот путь играет ключевую роль в нейтрализации окислительного стресса, возникающего как побочный эффект воспаления.

Органоиды как безопасная модель исследований

Вместо проведения экспериментов на живых птицах исследователи разработали органоиды — трёхмерные структуры, выращенные из стволовых клеток, которые воспроизводят различные отделы репродуктивного тракта индейки, включая сложное утеро-вагинальное соединение с семенными канальцами.

Было подтверждено, что органоиды экспрессируют рецепторы сиаловой кислоты — ключевые участки связывания вирусов птичьего гриппа. Это делает их пригодными для изучения инфекционных процессов без биологических рисков, связанных с использованием живых животных.

Дальнейшие лабораторные исследования показали, что органоиды также экспрессируют белок Nrf2, что подтверждает их пригодность в качестве модели для изучения антиоксидантных механизмов. Это позволило обосновать проведение ограниченного эксперимента in vivo: птицам в течение 14 дней вводили бардоксолон метил — соединение, активирующее Nrf2. В результате было зафиксировано незначительное снижение массы селезёнки, что свидетельствует об иммунном ответе, при отсутствии негативного влияния на яйценоскость и общее состояние птицы.

В настоящее время модель органоидов дорабатывается с целью интеграции иммунных клеток, что позволит ещё точнее воспроизводить физиологические условия живого организма.

Низкопатогенный грипп птиц — в фокусе исследований

Работа Букерруб также охватывает низкопатогенные штаммы птичьего гриппа, которые способны инфицировать репродуктивные ткани и снижать продуктивность родительского стада. В отличие от высокопатогенных штаммов, вызывающих системные поражения и высокую смертность, низкопатогенные вирусы действуют менее выраженно, однако могут мутировать в более опасные формы.

Органоиды репродуктивного тракта используются для моделирования таких инфекций in vitro, что обеспечивает контролируемую среду для изучения восприимчивости тканей и оценки потенциальных методов лечения без риска мутаций, характерного для экспериментов на живых животных.

Исследование соответствует принципам «трёх R» (replace, reduce, refine — замещение, сокращение и совершенствование), принятым в биомедицинской науке для минимизации использования животных.

По словам Букерруб, работа продолжается. Лаборатория активно сотрудничает с отраслевыми партнёрами, Университетом Миннесоты и внешними научными организациями. Финансирование проекта осуществляется при поддержке штата Миннесота и Ассоциации производителей индейки Миннесоты.