Введение к работе
Актуальность проблемы. Исследование антикластогеиного эффекта (снижение уровня патогенетических нарушений, индуцированных мутагенами) является одним из важнейших аспектов антимутагенеза, включающего и вопросы защиты клеток от генных мутаций. Существует определенная система изучения антикластогенеза, которая основана на применении специальных тест-систем для оценки защитного действия в клетках человека и млекопитающих ( Getshart , Aru-tyunyan , 1991). Количественная оценка антикластогеиных эффектов в значительной степени зависит от действия эндогенных и экзогенных факторов, изменяющих чувствительность клеточных тест-систем.
Одним из наиболее перспективных подходов к пониманию механизмов антикластогенеза является изучение феномена протекторного эффекта в клетках лиц с различными заболеваниями, относящихся к группам генетического риска.
К группе генетического риска можно отнести периодическую болезнь (ПБ) или семейную средиземноморскую лихорадку - заболевание,чаще всего,аутосомно-рецессивное, которое может иметь также доминантные формы наследования. ПБ относится к группе заболеваний, для которых характерно нарушение цитогенетического гомеоста-за ( Emerit , 1990).
В настоящее время имеется достаточное количество данных о важной роли изменения процессов метаболизма арахидоновой кислоты в этиологии ПБ. Метаболиты арахидоновой кислоты играют важную роль в патогенезе не только ПБ, но и многих аутоиммунных заболеваний (Emerit , Michelson , 1982). В тоже время, ингибиторы циклооксигеназ и липоксигеназ, участвующих в процессах метаболизма арахидоновой кислоты в клеточных культурах, полученных от людей с подобными заболеваниями, обладают антикластогенным эффектом ( Emerit et ai ., 1983). Поэтому новой моделью для исследования этого феномена может служить культура лимфоцитов периферической крови и плазма больных ПБ.
Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования является изучение механизмов антикластогенеза и кластогенеза при ПБ и проверка применимости этой модели к теории Emerit (1990) о кластогенном факторе, выделяемом из крови больных при многих аутоиммунных заболеваниях.
Для реализации сформированной цели исследования были поставлены следующие задачи:
-
Выявление потенциальных цитогенетических изменений в культурах лимфоцитов больных ПБ по сравнению со здоровыми донорами;
-
Сравнительное изучение действия кластогенов и антикласто-генов в клетках больных ПБ и здоровых доноров;
-
Исследование влияния модификаторов метаболизма арахидоно-вой кислоты и плазмы больных ПБ на уровни цитогенетических изменений в культуре лимфоцитов периферической крови здоровых доноров;
-
Анализ распределения разрывов хромосом в клетках культур лимфоцитов в обеих изученных группах по сравнению с теоретическими распределениями.
Научная новизна и практическая значимость. Впервые изучены механизмы повышения уровней аберраций хромосом при ПБ. Выявлено действие кластогенного фактора плазмы крови больных ПБ на культуры лимфоцитов здоровых доноров, что приводит к повышению количества клеток с хромосомными аберрациями.
При обработке клеток больных ПБ кластогенами (алкилирующим агентом фотрином и антибактериальным препаратом диоксидином) и антикластогенами (противовирусным белком - интерфероном, лекарством с антирадикальным действием — биметилом и тиоловым радиопротектором гаммафосои ) выявлены различия в чувствительности хромосом больных ПБ к фотрину, чего не наблюдалось при обработке диоксидином. Показаны различия интенсивности антикластогенеза между культурами лимфоцитов доноров и больных ПБ. При этом два ангикластогена с антирадикальным механизмом действия в клетках больных ПБ не проявили защитного эффекта.
Выявлены различные закономерности эффектов действия ингибиторов окислительного метаболизма арахидоновой кислоты, к которым относятся аспирин и бедитин. Бедитин оказывал протекторный эффект только в присутствии арахидоновой кислоты, добавленной к плазме больных ПБ. Аспирин,в отличие от бедитина, обладал защитным эффектом только в тех случаях, когда к плазме больных арахидоновая кислота не добавлялась.
Получены данные, свидетельствующие о соответствии экспериментального распределения разрывов распределениям Пуассона и геометрическому. В то же время, в большинстве экспериментальных вариан-
тов, как в культурах здоровых доноров, так и у больных ПБ показано достоверное различие отрицательного биномиального распределения с параметром ш = 2.
Данные, полученные на модели клеток больных ПБ, позволяют предложить новый подход к изучению эффекта антикластогенов при различных наследственных заболеваниях с нарушениями иммунитета. Разработана тест-система, представляющая синтез теории Emerit (1990), биохимического анализа кластогенного фактора и количественных аспектов антикластогенеза. Предложенный методический подход, с учетом антикластогенных эффектов при действии специфических для данного заболевания метаболитов и антиметаболитов, имеет прямой практический выход. На основе сравнения эффективности ан-тикластогенного действия ряда антиметаболитов становится возможным дифференцировать различные блоки метаболизма арахидоновой кислоты для каждого конкретного случая заболевания. Подобный практический выход из исследований в области антикластогенеза рекомендуется впервые.
Положения, выносимые на защиту:
Обнаружение повышенных спонтанных уровней цитогенетических повреждений, хромосомных аберраций и сестринских хроматидных обменов (СХО), в клеточных культурах больных ПБ.
Выявление более высокой чувствительности культур лимфоцитов периферической крови больных ПБ к изученным экзогенным веществам по сравнению с культурами доноров.
Проявление различий в эффективности антикластогенов в культурах лимфоцитов больных ПБ и доноров.
Наличие кластогенного эффекта плазмы больных ПБ при ее добавлении к культурам лимфоцитов здоровых доноров.
Доказательство цитoreнетической активности веществ, участвующих в процессах метаболизма арахидоновой кислоты, измененной при ПБ, а также ингибиторов этих процессов.
Использование анализа распределения хромосомных повреждений по клеткам при действии изучаемых факторов кластогенеза и антикластогенеза для выявления возможного смещения популяций лимфоцитов по клеточному циклу.
Апробация работы.Основные материалы диссертации доложены на совместном'заседании Научного Совета по проблемам генетики и се-
лекции АН СССР (Вильнюс, 1990) и на конференциях профессорско-преподавательского состава ЕГУ (1989, 1990).
Структура и объем работы.Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов экспериментов, обсуждения, общего заключения, выводов и библиографического указателя. Работа изложена на страницах машинописи, содержит рисунков и таблиц. Список литературы включает наименований.