Введение к работе
Актуальность проблемы. В последнее время внимание исследователей направлено на изучение молекулярно-клеточных механизмов функционирования иммунной системы. Это связано с тем, что факторы иммунитета являются основными элементами поддержания гомеостаза организма человека (Дранник Г.Н., 2003).
Высокая чувствительность иммунокомпетентных клеток к действию разнообразных химических агентов обеспечивает тонкую регуляцию иммунной системы in vivo, а также возможность разработки новых способов лечения патологических состояний (Ершов Ф.И., 1998). Однако наибольший интерес представляет выяснение механизмов саморегуляции, поскольку большое разнообразие естественных иммуномодуляторов (цитокины, гормоны, неспецифические регуляторы) и разнонаправленный эффект их влияния открывают широкие перспективы для иммунокорригирующей терапии (Дейл М.М., 1998).
В современной медицине получили широкое распространение естественные и генно-инженерные препараты интерферонов, применяемые не только для лечения и профилактики вирусных заболеваний (грипп, вирусный гепатит, герпес), бактериальных и протозойных инфекций, аллергозов, аутоиммунных заболеваний (ревматоидный артрит, гломерулонефрит и др.) и онкологических патологий, но и как иммуномодуляторы широкого спектра действия (Ершов Ф.И., 1998; Ершов Ф.И., Киселев О.И., 2005; Киселев О.И. и др., 2000; Кузнецов В.П., 1987; Кульберг А.Я., 1986).
Тем не менее, несмотря на большие перспективы использования а-интерферона в клинической практике, необходимо решить проблемы, связанные с трудностью подбора максимально эффективных для каждого пациента концентраций, контроля реакции организма на введение цитокина и прогнозирования результатов лечения на ранних этапах.
Главным сдерживающим фактором широкого распространения интерферонотера-пии при лечении различных патологий являются побочные эффекты, развивающиеся при использовании высоких концентраций цитокина: гриппоподобный синдром, артрал-гии, миалгии, лейко- и тромбоцитопении, галлюцинации, расстройства периферической нервной системы (Волкова М.А., 1999; Дранник Г.Н., 2003; Ершов Ф.И., 1998; Гаврило-ва А.Ф., 1986). В связи с этим определенный практический интерес представляет разработка схем комбинированного использования интерферонов с другими лекарственными препаратами (Киселев О.И. и др., 2000) или иммуномодуляторами физической природы (УФ-свет, лазерное излучение), позволяющими повысить биологическую эффективность его малых концентраций.
К настоящему времени накоплен значительный экспериментальный материал о влиянии на биообъекты различных диапазонов длин волн электромагнитных излучений, особое место среди которых занимает УФ-свет (Синотова О.А. и др., 2002; Волгарева Е.В. и др., 1990; Волгарева Е.В., 1991; Наквасила М.А., 2006; Крыленков В.А.и др., 1983). Большое количество работ, посвященных исследованию действия УФ-радиации, обусловлено широким внедрением в клиническую практику метода аутотрансфузии УФ-облученной крови (АУФОК-терапии). Установлено, что воздействие малых доз УФ-излучения на компоненты крови оказывает дезинтоксикационный и антивоспалительный эффекты (Самойлова К.А., 1986), способствует модуляции уровня цитокинов (Kulms D., Schwarz Т., 2001), поверхностных антигенов (Obolenskaya K.D. et al., 1991), сывороточных иммуноглобулинов (Жосанов В.Ю., 2001).
Исследование механизмов, лежащих в основе действия УФ-света и а-интерферона, позволит расширить общие представления о строении и функционировании лимфоци-тарных мембран в физиологических условиях и при экзогенных воздействиях.
Цель и задачи диссертационной работы. Целью настоящей работы явилось изучение структурно-функционального состояния мембран Т-лимфоцитов, модифицированных а-интерфероном, УФ-светом и их комбинированным действием.
В связи с этим перед нами стояли следующие задачи:
Изучить влияние препарата человеческого лейкоцитарного а-интерферона в диапазоне концентраций 0,01 н- 100 МЕ/мл на экспрессию ряда антигенных детерминант на поверхности мембран Т-лимфоцитов.
Оценить уровень интенсивности протекания процессов ПОЛ в мембранах Т-лимфоцитов в нативном состоянии и при модификации а-интерфероном.
Исследовать каталитическую активность ферментов антиоксидантной системы (супероксиддисмутазы и каталазы) лимфоцитов, инкубированных с а-интерфероном.
Изучить индивидуальное и комбинированное с а-интерфероном (0,01 н- 100 МЕ/мл) влияние УФ-света (151 н- 1359 Дж/м2) на экспрессию CD 3 комплексов и CD 4 маркеров на мембранах Т-лимфоцитов крови человека.
Научная новизна. Работа является комплексным исследованием, посвященным изучению структурно-функционального состояния Т-лимфоцитов крови человека, показателем которого служило изменение уровня экспрессии ключевых мембранных маркеров CD 2, CD 3, CD 4, CD 7, CD 8, FcR, активности некоторых ферментов антиоксидантной защиты после воздействия а-интерферона.
Установлена связь между уровнем антигенных детерминант модифицированных интерфероном Т-лимфоцитов и протеканием процессов пероксидного окисления липи-дов их мембран. Показано значительное усиление СОД-активности и снижение активности цитозольной каталазы при инкубировании Т-клеток с а-интерфероном, что свидетельствует о разобщении функционирования ферментативного звена антиоксидантной защиты и повышении интенсивности ПОЛ в клеточных мембранах под действием цито-кина.
Впервые был изучен характер изменения уровня экспрессии CD 3 комплексов и CD 4 маркеров на поверхности мембран Т-лимфоцитов крови человека в условиях комбинированного действия УФ-излучения и а-интерферона и выявлены основные закономерности изменения антигенраспознающей способности Т-клеток.
Представлена схема событий, реализующихся при действии а-интерферона на Т-лимфоциты, раскрывающая совокупность процессов, инициированных цитокином и приводящих к изменению их структурно-функционального состояния, что может быть полезно для понимания молекулярных аспектов иммуномодулируюшего действия данного цитокина.
Практическая значимость. Научные положения диссертационной работы расширяют и углубляют современные представления об особенностях изменения структурно-функционального состояния Т-лимфоцитов в условиях УФ-облучения и воздействия а-интерферона.
Изучение индуцированных а-интерфероном изменений уровня экспрессии CD 3 комплексов, CD 4 и CD 8 маркеров, за счет которых реализуется способность Т-лимфоцитов распознавать чужеродные антигены, важно при рассмотрении вопросов, связанных с вкладом отдельных субпопуляций клеток в реализацию иммунного ответа на чужеродное воздействие.
Исследование влияния препарата человеческого лейкоцитарного а-интерферона на иммунокомпетентные клетки позволит разработать новые подходы к иммунокоррекции различных патологических состояний при проведении фармакотерапии заболеваний.
Данные, полученные при исследовании интенсивности протекания ПОЛ и активности некоторых ферментов антиоксидантной защиты в присутствие а-интерферона, могут
быть использованы для оценки вклада деструктивных процессов в изменение антигенного профиля лимфоцитарных мембран.
Проведена оценка возможности совместного использования АУФОК-терапии и цитокинотерапии для лечения ряда патологических состояний.
Материалы работы могут быть использованы в учебном процессе на биолого-почвенном факультете Воронежского государственного университета при чтении курсов «Иммунология», а также спецкурсов по фотохимии, фотофизике и фотоиммунологии компонентов крови. Кроме того, материалы работы используются при проведении практикумов, выполнении курсовых и дипломных работ студентами ВГУ.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на Междисциплинарной конференции с международным участием «Новые биокибернетические и телемедицинские технологии 21 века для диагностики и лечения заболеваний человека» (Петрозаводск, 2003), на VII Всероссийском научном форуме «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге» (Санкт-Петербург, 2003), на Международной конференции «Reactive oxygen and nitrogen species, antioxidants and Human health» (Смоленск, 2003), на VIII Международной научной экологической конференции «Актуальные проблемы сохранения устойчивости живых систем» (Белгород, 2004), III Съезде биофизиков России (Воронеж, 2004), на Международной научной конференции «Молекулярные, мембранные и клеточные основы функционирования биосистем» (Минск, 2004), на III Международной конференции «Электромагнитные излучения в биологии» (Калуга, 2005), IV Съезде фотобиологов России (Саратов, 2005), на XX Съезде физиологического общества имени И.П. Павлова (Москва, 2007), на Научных сессиях сотрудников Воронежского госуниверситета (Воронеж, 2006, 2007).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей и 6 тезисов, в том числе 2 статьи в печатных изданиях РАН и РАМН, состоящих в списке журналов, рекомендованных ВАК РФ.
На защиту выносятся следующие положения;
а-интерферон оказывает существенное влияние на формирование поверхностного фенотипа лимфоцитарной клетки, тем самым принимая участие в регуляции ее функциональной активности.
а-интерферон вызывает разобщение функционирования ферментативного звена антиоксидантной защиты, способствуя усилению процессов ПОЛ в мембранах Т-лимфоцитов крови доноров.
УФ-излучение в дозах 151 н- 1359 Дж/м2 и а-интерферон в концентрациях 0,01 н-100 МЕ/мл индуцируют значительные изменения уровня экспрессии CD 3 - комплексов и CD 4 маркеров Т-лимфоцитами крови человека, что отражается на антигенраспознаю-щей способности субпопуляции Т- клеток.
4. Схема регуляторных процессов, приводящих к изменению структурно-
функционального состояния Т-лимфоцитов в присутствии а-интерферона.
Структура и объем работы. Диссертационная работа включает 130 страниц машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка использованных источников и «Приложения». Иллюстративный материал включает 31 рисунок и 4 таблицы. В «Приложении» - 7 таблиц.
