Для реализации проекта в ДГТУ был создан Центр агробиотехнологии, где проводятся исследования на стыке биологии, автоматизации и математики. Первым важным результатом работ, проведенных на базе центра, стало создание программно-аппаратного комплекса, не уступающего по своим характеристикам лучшим мировым моделям искусственного кишечника (TIM-2 и SHIME). Разработанная модульная система желудочно-кишечного тракта (уникальная научная установка «МикроЖКТ»), имитирующая системы пищеварения различных животных, а также созданный пакет программных продуктов, который контролирует их работу, дают уникальную возможность проводить исследования мирового уровня – изучать in vitro влияние веществ и микроорганизмов (пребиотики, пробиотики, лекарственные препараты, компоненты кормов) на функциональные и структурные характеристики микробных консорциумов различных отделов ЖКТ.
Ученые выделили микробиоту здоровых животных из среды их обитания (подстилки и почвы) в привязке к географическим зонам и способу содержания (клеточного или свободного). Пробиотический потенциал микроорганизмов, отобранных на предварительном этапе, оценен с применением биомаркеров (в том числе с использованием интерактомных подходов). Проведен сравнительный анализ штаммов in vitro и in vivo, сформирован набор препаратов на основе пробиотиков с целевой активностью для применения в животноводстве и аквакультуре. Из наиболее перспективных штаммов на базе ДГТУ сформирована Южно-Российская коллекция пробиотических микроорганизмов.
Идентификация пребиотических и постбиотических продуктов, перспективных для модулирования здоровья животных и обладающих ДНК-протекторной и антиоксидантной активностью, позволит на базе научно-исследовательской лаборатории «Центр агробиотехнологии» ДГТУ разрабатывать новые, целевого назначения, биопрепараты для сельского хозяйства.
На основе проведенных биотехнологических исследований созданы технологии изготовления новых синбиотических препаратов, получаемых в результате твердофазной ферментации, разработаны биологические основы инкапсуляции пробиотических бацилл.
Нашим научным достижением стала разработка метода твердофазной ферментации с последующим высушиванием потенциальных лактобациллярных пробиотиков с повышенной выживаемостью. Создание уникальной технологии сушки лактобактерий открыло путь к изготовлению экономически эффективных препаратов-заквасок с пробиотическим действием для силосования, которые в перспективе позволят повысить производительность сельскохозяйственного животноводства. Возможность использования микроорганизмов с пробиотическими свойствами в силосовании создает предпосылки для разработки новых методик доставки микроорганизмов, модулирующих здоровье животных сельскохозяйственного значения.
Разработанные пробиотические препараты испытаны в опытах на объектах птицеводства и аквакультуры, а также в модельных экспериментах с использованием искусственного ЖКТ – с применением передовых исследовательских технологий, таких как геномный анализ с мониторингом спектров экспрессии генов хозяйственно-ценных признаков, анализ антиоксидантной и ДНК-протекторной активности с использованием методов биосенсорики, электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия, оптическая микроскопия высокого разрешения с использованием передовой гистологической техники, а также современных технологий искусственного интеллекта для анализа больших массивов данных.
Кроме того, проведены исследования влияния пробиотических препаратов на фармакокинетику антибиотиков у сельскохозяйственных птиц, скрининг постбиотических продуктов, перспективных для профилактики и лечения основных экономически значимых болезней животных.
При активном участии Михаила Чикиндаса на базе ДГТУ были организованы несколько международных конференций по тематике проекта, включая International Conferenceon Beneficial Microbes (ICOBM-2021), в которой приняли участие более 400 человек из 87 стран. Традиционным стало проведение в рамках международной научной конференции «ИнтерАгромаш» секции «Биотехнология»; так, в нынешнем году на секции выступили с докладами 6 научных сотрудников и 8 студентов университета, темы выступлений были посвящены применению генной инженерии для улучшения свойств продуктов питания и создания новых сортов растений, поиску потенциальных пробиотических штаммов и способов обогащения комбикормов.
По инициативе ведущего ученого Михаила Чикиндаса Центр агробиотехнологии ДГТУ подписал соглашения о сотрудничестве в сферах науки и образования с Московским Сеченовским медицинским университетом, а также исследовательскими университетами Ирана, Бразилии, Индии, Нидерландов и Малайзии. Аспиранты ДГТУ успешно прошли стажировки в исследовательских университетах Нидерландов и Индонезии, полученные навыки будут применены для расширения исследований на базе НИЛ «Центр агробиотехнологии» ДГТУ.
За время выполнения проекта «Ветеринарные пробиотические препараты направленного модулирования здоровья животных» научный коллектив опубликовал 30 статей в высокорейтинговых журналах (из них 13 – в Q1), получено 29 свидетельств на РИД (из них 7 патентов на изобретение). Также выполняются работы по договорам в интересах частных заказчиков.
Силосование – биологический метод консервирования трав, зеленых растений и некоторых других кормов, основанный на сквашивании силосуемой массы при помощи образующейся при брожении молочной кислоты в условиях тщательной изоляции массы от доступа воздуха.
