Введение к работе
Актуальность проблемы
В настоящее время препараты нуклеиновых кислот иммуномодулирую-щего действия, полученные из различных природных источников, достаточно широко применяются в практической медицине, причем как в виде офи-цинальных лекарств, так и в виде БАД к пище Известны фармакопейные препараты — нуклеинат натрия (РНК, полученная из дрожжей) (Земсков А М , Земсков В М , 1987), деринат (натриевая соль нативной ДНК, выделенная из молок осетровых рыб) (Вайнберг Ю П, Каплина Э Н, 1986), плацентекс-интегро (ДНК из молок форели) (Щегловитова О.Н с соавт, 2005) На основе ДНК из молок осетровых рыб создана БАД к пище "Биостим" (Каплина Э Н , 2005), НПО "Биомед" (Пермь) производит одноименную БАД ("Биостим") из семенников крупного рогатого скота
В настоящей работе представлены результаты исследования иммуномо-дулирующих свойств низкомолекулярной ДНК (нДНК) из молок лососевых рыб, полученной по оригинальной технологии учеными ТИНРО-центра г Владивостока (патент СССР № 915446 Заявлено 10 10 80, опубл 01 07 91 г') Она является основой биологически активной добавки к пище ДНКаС (нДНК + витамин С), разрешенной к применению, зарегистрированной в Федеральном реестре БАД РФ (регистрационное удостоверение № 004978 Р 643 10 2002), которая достаточно широко используется населением Дальнего Востока и ряда других регионов РФ
Единичные исследования иммуномодулирующей активности этой нДНК, проведенные ранее (Беседнова Н Н, Эпштейн Л М, 2002, Павлиний С Н , 2006), позволили установить, что она регулирует показатели врожденного иммунитета Так, на моделях экспериментальных инфекций мышей, вызванных Escherichia coh, Yersinia pseudotuberculosis, а также Salmonella en-tentidis было установлено ее защитное действие (Беседнова НН. с соавт, 1999, Павлинич С Н, 2006) Низкомолекулярная ДНК усиливала гуморальный иммунный ответ на тимусзависимый антиген - эритроциты барана (Беседнова Н Н с соавт, 1999), снижала токсическое действие на организм мышей термостабильного псевдотуберкулезного токсина (Павлинич С Н , 2006) В экспериментах in vitro нДНК стимулировала фагоцитарную активность моноцитов крови по отношению к грамположительньш и грамотрицательным микроорганизмам (Беседнова Н Н , Эпштейн Л М , 2002)
Однако эти немногочисленные исследования иммуномодулирующей активности нДНК определяли необходимость дальнейшего углубленного изучения этого биологически активного вещества (БАВ) Изучение эффектов нДНК в соответствии с основами доказательной медицины позволит расширить спектр ее практического применения при различных заболеваниях и определит перспективы создания на ее основе лекарственных препаратов
Ранее считали, что ДНК позвоночных не оказывает на организм иммуностимулирующего и иммуномодулирующего действия, поскольку в ней отсутствуют CpG-мотивы, которые в ДНК прокариотов выполняют эту функ-
цию (Рыкова Е Ю с соавт, 2001) Однако позднее было показано, что ДНК позвоночных также содержит небольшое количество потенциально иммуно-стимуляторных CpG мотивов, и, по-видимому, различия в действии ДНК про- и эукариотов связаны преимущественно с присутствием в геноме позвоночных иммунонейтрализующих последовательностей (Серебряная Н Б с соавт, 2001)
Что касается нДНК из молок лососевых рыб, то фактически неизученными остаются механизмы, определяющие ее действие на гуморальные и клеточные факторы врожденного и приобретенного иммунитета, а также типы отвечающих иммунокомпетентных клеток Не исследован цитокиновый профиль сыворотки крови в ответ на введение нДНК Не изучено ее радиопротекторное действие и влияние на кроветворение, как у интактных, так и у иммунодефицитных животных Все это определяет актуальность настоящих исследований, так как нДНК в виде БАД к пище уже применяется в практической медицине в комплексном лечении различных заболеваний (Беседнова Н Н , Эпштейн Л М , 2002), в то время как механизмы ее действия изучены недостаточно
Цель работы установить закономерности действия нДНК из молок лососевых рыб на иммунную систему и некоторые факторы врожденного и адаптивного иммунитета в экспериментах на иммунокомпетентных (контроль) и иммунокомпрометированных животных (инфекционное заболевание, лучевая болезнь, онкопатология), определить эффективность применения БАД к пище ДНКаС в качестве средства сопровождения лучевой терапии у больных раком молочной железы
Задачи исследования:
Дать характеристику действия нДНК на показатели клеточного и гуморального иммунитета у иммунокомпетентных животных
Установить влияние нДНК на спонтанную и митогениндуцированную продукцию цитокинов клетками крови здоровых доноров
Оценить действие нДНК на некоторые факторы врожденного иммунитета
Изучить действие нДНК на течение и исход экспериментального лис-териоза (модель вторичного иммунодефицита, обусловленного инфекционным агентом)
Исследовать профилактическое и лечебное действие нДНК при острой лучевой болезни (модель панцитопенического иммунодефицита)
Исследовать профилактическое и терапевтическое действие нДНК в эксперименте на модели перевиваемой опухоли (асцитной карциноме Эрлиха)
Оценить эффективность применения БАД на основе нДНК в качестве средства сопровождения лучевой болезни у больных раком молочной железы
Научная новизна и теоретическая значимость работы
Теоретическая значимость работы определяется тем, что впервые на большом экспериментальном материале с использованием иммунокомпе-
тентных и иммунокомпрометированных животных проведена комплексная оценка действия оригинального препарата - нДНК из молок лососевых рыб на иммунную систему и некоторые факторы врожденного иммунитета организма, что позволило установить разносторонние эффекты нДНК и обосновать различные направления ее практического применения Широкий спектр биологических эффектов нДНК, включая действие на иммунную систему и гемопоэз, ресурсная обеспеченность и патентная защищенность препарата, являются обоснованием возможности использования этого биологически активного вещества для создания лекарственной формы
Дана комплексная оценка изменения активности ферментных систем фагоцитов крови человека под влиянием нДНК из молок лососевых рыб, что расширяет представления о механизмах ее действия Показана способность нДНК повышать функциональную активность этих клеток, участвовать в регуляции антиоксидантного действия, что подтверждает значение экзогенных нуклеиновых кислот любого происхождения в поддержании гомеостаза и перспективность их применения в качестве иммунокорректоров при состояниях, сопровождающихся развитием вторичной иммунологической недостаточности.
Установлено, что нДНК проявляет свойства индуктора цитокинов с избирательным регуляторным эффектом исходно низкая продукция цитокинов усиливается, исходно высокая ослабляется Изменения касаются, прежде всего, ранних гемопоэтических цитокинов группы IL-3 и GM-CSF Введение нДНК из молок лососевых рыб обусловливает повышение уровня цитокинов, вырабатываемых преимущественно ТЫ-клетками (IFNy), те способствует развитию клеточного иммунного ответа Полученные данные являются обоснованием для расширения спектра практического применения исследуемого препарата, в частности, при вторичных иммунодефицитах, сопровождающихся недостаточностью клеточной системы иммунитета
На модели экспериментального листериоза установлены некоторые механизмы формирования резистентности организма под действием нДНК из молок лососевых рыб при инфекциях с внутриклеточным паразитированием возбудителя, что позволило рекомендовать БАДы на ее основе в комплексе лечения и профилактике листериоза
Показано, что повышение устойчивости животных к эффекту радиации (профилактическое и терапевтическое действие нДНК) реализуется путем усиления образования эндогенных и экзогенных селезеночных колоний, более полного и раннего восстановления числа лейкоцитов, массы и клеточ-ности лимфоидных органов, костного мозга у облученных мышей, что обосновывает перспективность применения нДНК из молок лососевых рыб в комплексе лечения лучевой болезни и онкозаболеваний, в программу терапии которых входит лучевая терапия
Установлено онкопротекторное действие нДНК в эксперименте и им-мунотропные механизмы его обеспечения, а также клиническая и иммуноло-
гическая эффективность в качестве средства сопровождения лучевой терапии у больных раком молочной железы
Иммуномодулирующее действие нДНК на клеточные элементы врож
денного иммунитета (моноциты/макрофаги и нейтрофилы) реализуется пу
тем стимуляции адгезивной активности этих клеток, а также регуляции вы
деления ими во внеклеточное пространство низкомолекулярных медиаторов
(метаболиты кислорода, оксида азота и катионные белки), участвующих в
процессах сигнализации различных физиологических функций организма
Практическая значимость работы
С учетом особенностей механизмов действия нДНК (усиление фагоцитоза в нейтрофилах и макрофагах, изменение активности ферментных систем фагоцитов, повышение активности клеточных факторов иммунитета и пр), экспериментально обоснована и доказана целесообразность новых направлений применения используемых в медицине БАД к пище на основе нДНК из молок лососевых рыб
на модели экспериментального листериоза подтверждена перспективность использования этого БАВ в комплексе лечения инфекционных болезней бактериальной этиологии с факультативным внутриклеточным паразити-рованием возбудителей,
доказана целесообразность применения БАД к пище ДНКаС в качестве средства сопровождения лучевой терапии больных раком молочной железы для коррекции иммунной недостаточности и нарушений системы кроветворения, что позволяет провести полный курс базовой терапии этих больных
Материалы диссертации были использованы при подготовке:
информационного письма "Применение БАД ДНКаС и ДНКаВИТ в
комплексном лечении больных листериозом" авторов Е А Зайцевой,
Л Н Федяниной, В А Иванис, Н А Белоголовкиной, В М Воронок, Л М Эп-
штейна, Т К Каленик Утверждено руководителем Департамента
здравоохранения Администрации Приморского края Владивосток - 2006.
информационного письма "Применение биологически активной добавки к пище БАД ДНКаС в качестве средства сопровождения лучевой терапии у больных раком молочной железы" авторов Л Н Федяниной, Т С Запорожец, С В Юдина, Л М Эпштейна. Утверждено руководителем Департамента здравоохранения Администрации Приморского края Владивосток -2006
информационного письма "Listeria monocytogenes - новый микробиологический показатель опасности пищевых продуктов" авторов Л Н Федяниной, Е А Зайцевой, Т К Каленик, В Б Светлова Утверждено руководителем ТУ Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Приморскому краю Владивосток -2006
пособия для практических врачей и фармацевтов "Биологически активные добавки к пище (БАД) Приморского края" авторов А К Гажа,
Н Н Беседновой, Т С Запорожец С П Крыжановского, Л Н Федяниной, Л М Эпштейна Владивосток - 2006
патента 2230559 Российской Федерации МПК7 А 61 К 31/70 Способ
стимулирования колониеобразования кроветворных клеток-
предшественников в селезенке при облучении животных / Федянина Л Н , Потапова В В , Эпштейн Л М , Беседнова Н Н , Пивненко Т Н , Иванушко Л А , Каленик Т К / Заявитель и патентообладатель НИИ эпидемиологии и микробиологии СО РАМН Заявл 08 012003 Опубл 20 06 2004 Бюл № 17
Апробация материалов диссертационной работы.
Основные положения диссертации были представлены на конгрессах и
конференциях международного, российского и регионального уровня
Всемирном конгрессе по клинической и иммунной патологии (Сингапур,
2002), IX Международном конгрессе по проблемам иммунореабилитации
(Москва, 2003), IX Международном конгрессе по клинической патологии
(Бангкок, Таиланд, 2003), Международной научно-практической
конференции "Здоровье и образование" (Пермь, 2003,2004), Международном
симпозиуме по морским лекарствам (Китай, 2004), Всероссийской
конференции "Компенсаторно-приспособительные процессы,
фундаментальные, экологические и клинические аспекты", Российском национальном конгрессе "Человек и лекарство" (Москва, 2003, 2004, 2005), II Дальневосточном конгрессе "Человек и лекарство" с международным участием (Владивосток, 2005), Объединенном иммунологическом форуме (Екатеринбург, 2004), IX Всероссийском форуме "Дни иммунологии в Санкт-Петербурге" (2005), Региональной научной конференции "Исследования в области физико-химической биологии и биотехнологии" (Владивосток, 2004), VI Дальневосточной онкологической конференции "Вопросы диагностики и лечения злокачественных опухолей" (Владивосток, 2004), научной сессии Дальневосточного отделения РАН и Сибирского отделения РАМН (Владивосток, 2004), Всероссийском конгрессе "Оптимальное питание — здоровье нации" к 75-летию Государственного учреждения Научно-исследовательского института питания РАМН (Москва, 2005)
Публикации. Основные положения и результаты работы отражены в 38 научных работах, в том числе 5 - в международной печати, 8 - в журналах рекомендованных ВАК для публикации материалов докторских диссертаций, а также в 3 информационных письмах, 1 патенте на изобретение, 1 пособии для врачей и фармацевтов
Объем и структура работы Диссертация изложена на 299 страницах машинописи и состоит из введения, обзора литературы, главы "Материалы и методы исследования" 6 глав результатов собственных исследований, заключения, выводов, рекомендаций для внедрения результатов исследования в медицинскую науку и практическое здравоохранение, библиографического списка использованной литературы, включающего 444 источников Из них отечественных - 274, зарубежных - 170 Работа иллюстрирована 27 таблицами и 39 рисунками
