Geum.ru

Тезисы докладов

Вид материалаТезисы

Содержание


Успехи современной биологии
Способность живых клеток к генерации радикалов может быть изучена методом хемилюминесценции на срезах участков мозга
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   96


1)Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, г. Екатеринбург

2)Институт вычислительной математики РАН, г. Москва

3)ГН Центр вирусологии и биотехнологии «Вектор», г. Новосибирск

4)Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, Пермь

5)Институт математики им. С.Л. Соболева СО РАН, г. Новосибирск

6) Институт математики и механики УрО РАН, г. Екатеринбург


Инфекция, вызванная вирусами иммунодефицита человека ВИЧ-1 типа, представляет собой системное заболевание. Понима-ние механизмов иммунопатогенеза ВИЧ является основной предпосылкой для решения задачи поиска и оптимизации режимов применения противовирусных, иммунокорригирующих и вакцин-ных препаратов для лечения и профилактики ВИЧ-инфекции.

Завершен систематический анализ данных о процессах развития инфекции вирусами иммунодефицита человека на различных уровнях реализации, включая: 1) молекулярно-биологические механизмы репликации ВИЧ, 2) иммунологические процессы при ВИЧ инфекции и 3) изменение эндокринной регуляции иммуно-физиологических процессов организма. Проведенный нами анализ позволил (1) выделить ключевые стадии размножения вируса в CD4+ Т-лимфоцитах и макрофагах, которые являются потенциальными мишенями для действия противовирусных препаратов и (2) определить направленность изменений нейроэндокринной регуляции, обмена веществ и иммуногенеза при ВИЧ инфекции. Установлены возможные механизмы реализации влияния ВИЧ инфекции на процессы регуляции в эндокринной системе. Эти процессы являются критическими с точки зрения прогнозирования регенеративного потенциала иммунной системы. Выявление подобных механизмов создает предпосылки для новых подходов к влиянию на процесс взаимодействия ВИЧ с организмом человека, на основе системных терапевтических воздействий и, в перспективе, основу для полноценного контроля инфекции ВИЧ-1.

Сформулирована блочная структура многомасштабной математической модели ВИЧ инфекции. Разработаны блоки, моделирующие (1) репликацию вирусов в клетке с помощью генетических алгоритмов и (2) кинетику взаимодействия в системе «вирус/антиген-презентирующие клетки/CD8+ Т лимфоциты». Разработана детальная геометрическая модель лимфатического узла. С помощью стохастических версий модели вирусной инфекции выполнен анализ чувствительности динамики инфекции к действию случайных факторов. Оценены характеристики спонтанного выведения вируса в зависимости от типа случайных возмущений и их интенсивности.

1. В.А. Черешнев, С.И. Бажан, Б.А. Бахметьев, И.А. Гайнова, Г.А. Бочаров (2012). Системный анализ патогенеза ВИЧ инфекции. Успехи современной биологии (в печати).

2. G. Bocharov, J. Quiel, T. Luzyanina, H. Alon, E. Chiglintsev, V.Chereshnev, M. Meier-Schellersheim, W. Paul, Z. Grossman (2011). Feedback regulation of proliferation versus differentiation explains the dependence of antigen-stimulated CD4 T-cell expansion on precursor number. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108(8): 3318-23.

3. Г.А.Бочаров, А.А.Данилов, Ю.В.Василевский, Г.И.Марчук, В.А.Черешнев, Б.Людевиг (2011). Моделирование защитного поля интерферона в лимфоидных органах с учетом их структурно-функциональной организации. ДАН «Физиология», Т. 439, № 3. С. 413-415.

4. M.A. Alvarez, Patricia Arbelaez, Francisco Ignacio Bastos, Ben Berkhout, Basudev Bhattacharya, G. Bocharov, V. Chereshnev, et al. (2011). Research Priorities for HIV/M. Tuberculosis Co-Infection. The Open Infectious Diseases Journal, 5, (Suppl 1-M2): 14-20.

СПОСОБНОСТЬ ЖИВЫХ КЛЕТОК К ГЕНЕРАЦИИ РАДИКАЛОВ МОЖЕТ БЫТЬ ИЗУЧЕНА МЕТОДОМ ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ НА СРЕЗАХ УЧАСТКОВ МОЗГА

Ю.А.Владимиров1), А.М.Полимова1), Е.В.Проскурнина2), Г.Р.Хакимова3), М.В.Угрюмов3)



1)Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН, Москва

2)Факультет фундаментальной медицины МГУ, Москва

3)Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, Москва

Дегенерацию нервных клеток головного мозга при нейродегенеративных болезнях (НДГ), включая болезни Альцгеймера и Паркинсона, обычно объясняют повреждением этих клеток под действием свободных радикалов. Между тем существует очень мало методов прямого обнаружения радикалов в изолированных живых клетках и тканях человека и животных. Одним из них может быть хемилюминесценция (ХЛ) в присутствии активаторов, таких как люцигенин, чувствительный к супероксидному анион-радикалу (САР), люминол, чувствительный к активным формам кислорода или, наконец, физические активаторы, в первую очередь кумариновое производное С-252, усиливающие сверхслабое свечение при реакциях цепного окисления липидов.

В нашей работе была изучена ХЛ тонких срезов (300 мкм толщиной и весом 2-3 мг) участков ткани мозга в области substantia nigra и striatum мелких лабораторных животных (мышей). Использовали хемилюминометр SmartLum (DISoft, Россия), объединенный с перистальтическим насосом для аэрации и перемешивания инкубационной жидкости в кювете прибора. При использовании люцигенина в качестве зонда на САР ХЛ регистрировалась при помещении одного среза в кювету, но обычно мы использовали 2-3 среза одновременно. ХЛ в присутствии люминола была очень слабой, а ХЛ в присутствии С-525 нам в этих условиях зарегистрировать не удалось. Активируемая люцигенином ХЛ определялась исключительно самими срезами мозга, а не омывающим раствором. В отсутствие аэрации и перемешивания свечение не развивалось.

Включение аэрации приводило к развитию ХЛ с выходом на плато в течение 2-5 мин, которое может быть объяснено накоплением люцигенин катионов в матриксе митохондрий при их энергизации. Прекращение аэрации приводило к кратковременной вспышке ХЛ с последующим её снижением до уровня фона, которое связано с потреблением кислорода срезами ткани. При включении и выключении насоса для аэрации и перемешивания, наряду с циклами развития и спада свечения, имело место медленное, в течение десятков минут, нарастание общей интенсивности ХЛ, связанное с усилением радикал-продуцирующей способности клеток при инкубации.

Измерение срезов участков мозга в стандартных условиях давало хорошо воспроизводимые результаты в серии здоровых животных (средний разброс данных от 10 до 20 %). Однако при анаэробной инкубации срезов более полутора часов после их приготовления происходило снижение способности срезов к хемилюминесценции. Миметики СОД и разобщитель окислитель-ного фосфорилирования 2,4-динитрофенол подавляли ХЛ в концентрациях 0,1–1,0 мМ. Это подтверждает предположение о том, что за люцигенин-зависимую ХЛ тканей ответственны супер-оксидные радикалы, образуемые при работе дыхательной цепи и выделяемые в матрикс митохондрий. По нашему мнению, предло-женный метод изучения образования радикалов в срезах тканей имеет преимущество перед весьма трудоемким и дорогостоящим методом, используемым японскими исследователями (Sasaki T. и сотр. (2006, Brain Res. 1077, 161–169), которые для измерения свечение срезов использовали не фотоумножитель, как в хеми-люминометре SmsrtLum, а высокочувствительную охлаждаемую фотоматрицу.