Введение к работе
Актуальность проблемы В связи с ростом заболеваемости, обусловленной первичными и вторичными иммунодефицитными состояниями, злокачественными опухолями, ВИЧ инфекцией и другой иммунозависимой патологией, актуальным для медицины является поиск новых высокоэффективных и малотоксичных иммуномодуляторов с целенаправленным воздействием на отдельные звенья иммунной системы (Лазарева, Алехин, 1985; Зем-сков и др., 1997; Ковальчук, Чередеев, 1998). Одним из таких звеньев является система комплемента, от активирования или ингибирования которой во многом зависят развитие в организме инфекционной и неинфекционной патологии, сроки купирова-шія и эффективность лечения заболеваний. Система комплемента интегрирует работу всей иммунной системы, о чем свидетельствует наличие рецепторов к компонентам комплемента на иммунокомпетентных клетках (ИКК). Рецепторы к СЗЬ - компоненту обнаружены на макрофагах, нейтрофилах и В-лимфоцитах (Фриммель, Брок, 1986; Вавилова, Голосова, 1990). К фактору В альтернативного пути - на макрофагах, к фактору Н альтернативного пути - на В-лимфоцитах, к Clq-субкомпоненту - на лимфоцитах, лейкоцитах и тромбоцитах (Таран, 1993).
Из иммунотропных препаратов, применяемых в отечественной медицине, лишь зимозан влияет на активность системы комплемента (Вавилова, Голосова, 1990). Между тем, возможность фармакологического воздействия на эту систему открывает новые перспективы запуска защитных реакций организма.
В качестве потенциальных лекарственных препаратов большое внимание привлекают природные соединения полисахаридной природы благодаря их нетоксичности, большой степени свободы дозирования, экологически чистым и экономичным технологиям производства. Источниками полисахаридов (ПС) могут быть бактерии, мхи, лишайники, грибы, высшие растения, а также водоросли. Важно подчеркнуть, что иммуномодулирующий эффект некоторых ПС из морских водорослей и трав более выражен, чем бактериальных, дрожжевых и растительных ПС (Girond et al., 1991; El-1оиа1іеІа1.,1993;Игнатенко, 1994; Лоенко и др., 1997; Назарова и др., 1998).
Высокая биологическая активность полисахаридов из морских водорослей и трав предполагает возможность их дальнейшего исследования с целью получения и последующего применения в медицине в качестве иммуномодуляторов. В отечественной и зарубежной литературе имеются сведения о влиянии полисахаридов из морских гид-
робионтов на ИКК, такие как Т- и В-лимфоциты (Bash, Cochran, 1980; Brenan, Parish, 1986), натуральные киллеры (Brennan et al., 1995), макрофаги (R.Goldman, 1988; Иг-натенко, 1994; Запорожец и др., 1990; Y.Yoshizawa et al., 1996), а также на гуморальное звено иммунного ответа, в частности, на продукцию иммуноглобулинов (Mancino, Minucci, 1983; Беседнова и др.,1990, 1993; Johansen et al., 1994) и лимфокинов (Shikita et al., 1981; Damle et al., 1992). В то же время, влияние этих ПС на систему комплемента практически не исследовалось, что и предопределило направление нашей работы.
Цель и задачи исследования
Целью настоящей работы явился экспериментальный поиск и оценка эффективности перспективных иммуномодуляторов, действующих на систему комплемента, среди полисахаридов различных групп из морских водорослей и трав.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
-
Изучить иммуномодулирующее действие различных ПС из морских водорослей и трав на систему комплемента in vitro и отобрать наиболее перспективные из них.
-
Изучить механизмы действия ПС на реакции активирования комплемента по классическому (КПК) и альтернативному (АПК) пути.
-
Сравнить действие ПС, влияющих на комплемент-зависимый гемолиз, с действием 1к на другие звенья иммунной системы.
-
Выяснить связь структуры исследуемых ПС с их иммуномодулирующей активностью.
Научная новизна
Исследованы иммуномодулирующие свойства новых высокоочищенных полисахаридов из морских водорослей и трав Дальневосточного региона: зостерина, различных фракций фукоиданов и каррагинанов, альгината натрия, а также препарата транс-лам, полученного ферментативной трансформацией из природного ламинарана и ряда других.
Препараты впервые протестированы на моделях активирования комплемента по классическому и альтернативному пути in vitro.
Разработан чувствительный способ моноспецифического определения in vitro степени активирования КПК. Особенностью данного метода является использование в реакции активирования КПК коммерческого сухого комплемента морской свинки, применяющегося для реакции связывания комплемента (РСК), у которого, по резуль-
татам нашего исследования, полностью отсутствует способность к активированию комплемента по альтернативному пути.
Модифицирована методика Адачн (Adachi et al., 1990) активирования комплемента по альтернативному пути.
Теоретическая и практическая значимость работы
Совокупность полученных данных, их системный анализ позволяют дополнить существующие представления о механизмах активирования комплемента.
Предлагаемые методики активирования комплемента по классическому и альтернативному пути in vitro позволяют осуществить скрининг биологически активных веществ, способных влиять на комплемент.
Практическая значимость работы состоит в том, что отобрана группа перспективных иммуномодуляторов полисахаридной природы из морских водорослей, влияющих на КПК и АПК in vitro, охарактеризованы ire физические и химические свойства, описана биологическая активность и действие на основные звенья иммунной системы. Исследованные ПС рекомендованы для использования с целью иммунокоррекции в качестве биологически активных пищевых добавок. Наиболее эффективные полисахариды - каррагинаны и фукоиданы предложены для дальнейшего изучения с целью создания из них лекарственных препаратов, влияющих на систему комплемента.
Разработанный метод определения степени активирования КПК может быть использован как модель для изучения и поиска различных иммуномодуляторов, способных влиять на КПК.
Основные положения, выносимые на зашиту
-
Вещества полисахаридной структуры из морских водорослей и трав способны активно влиять на состояние иммунной системы, в том числе на активирование комплемента по классическому и альтернативному пути.
-
Для проявления полисахаридами из морских водорослей и трав способности влиять на комплемент-зависимый гемолиз необходимы: относительно высокая молекулярная масса и высокий отрицательный заряд. Для сульфатированных полисахаридов способность влиять на реакции активирования комплемента находится в прямо пропорциональной зависимости от степени сульфатирования. Степень сульфатирова-ния не является достаточным условием для проявления активности ПС, имеет значение моносахаридный состав: для галактанов - наличие D-галактозы, для фукоиданов -высокий процент содержания фукозы.
б Апробация работы
Материалы диссертации доложены на Региональной Ассамблее "Здоровье населения Дальнего Востока" (Владивосток, 1996г.); на V Российском национальном конгрессе "Человек и лекарство" (Москва, 1998г.); на III Дальневосточном международном симпозиуме "Актуальные проблемы в онкологии" (Владивосток, 1998г.).
Публикации и вклад автора Все результаты, изложенные в диссертации получены автором лично и отражены в публикациях. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них две журнальные статьи.
Работа выполнена в лаборатории цитофизиологии и фармакологии Института биологии моря Дальневосточного отделения РАН. Отдельные этапы работы выполнялись в соавторстве с сотрудниками лаборатории химии ферментов Тихоокеанского института биоорганической химии ДВО РАН.
Структура и объем работы Диссертация изложена на 131 странице машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, трех глав собственных исследований, обсуждения, заключения, выводов и библиографии. Работа содержит 13 таблиц и 23 рисунка. Библиография включает 259 наименований источников литературы, из которых 9] - на русском языке.
