Введение к работе
Актуальность проблемы
Trypanosoma cruzi - паразитический жгутиковый одноклеточный организм рода Trypanosoma, семейства Trypanosomatidae, отряда Kinetoplastida, класса Zooflagellata, типа Sarcomastigophora. Т. cruzi является возбудителем американского трипаносомоза (болезнь Шагаса), распространенного преимущественно в Южной и Центральной Америке, где в некоторых очагах может поражать до 70-90% населения. Заражение человека происходит в основном трансмиссивно с участием клопов семейства Reduviidae (70 видов), но возможно также при гемотрансфузии, трансплацентарно или с молоком матери. В природе резервуарами Т. cruzi выступают до 200 видов диких и домашних млекопитающих, поддерживающих естественные, в том числе, и синантропные очаги инфекции.
Местом паразитирования и размножения Т. cruzi в организме позвоночного хозяина служат клетки мононуклеарных фагоцитов, мигрирующие в ткани различных органов. Наиболее часто и тяжело поражаются сердце, гладкая и скелетная мускулатура, а также нервная система.
Внутриклеточное размножение Т. cruzi обеспечивает паразиту неуязвимость для циркулирующих в крови факторов защиты хозяина. Применяемые при болезни Шагаса в настоящее время лекарственные препараты - бензнидазол и нифуртимокс, эффективны лишь в острой фазе заболевания и не могут быть использованы при хронической его форме, обладая высокой токсичностью и приводя к ряду побочных эффектов. Названные терапевтические средства далеки от совершенства, чем и объясняется необходимость поиска новых подходов к созданию средств борьбы с данной протозойной инфекцией.
Одним из перспективных направлений исследований в этой области является изучение иммунитета и путей стимулирования иммунного ответа организма хозяина при болезни Шагаса. Особую группу эффекторных молекул системы врожденного иммунитета представляют дефензины - пептиды, которые характеризуются широким спектром антимикробной и антивирусной активности (Madison M.N., Kleshchenko Y.Y. et al., 2008). До настоящего времени действие дефснзинов на Т. cruzi не изучалось. Цель исследования
Целью настоящего диссертационного исследования является изучение действия дефензина а-1 человека на Т. cruzi in vitro. Задачи исследования
В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи:
-
Изучить действие дефензина а-1 человека на жизнеспособность трипомастигот и амастигот Т. cruzi при вариациях дозы и времени инкубации двухкомпонентных систем в опытах in vitro.
-
Изучить инвазивную активность трипомастигот, предварительно подвергнутых действию дефензина а-1 в опытах in vitro.
-
Установить ультраструктурные изменения, возникающие у Т. cruzi под действием дефензина а-1 человека.
Научная новизна работы
Впервые показано, что дефензин а-1 человека обладает трипаноцидной активностью по отношению к Т. cruzi в опытах in vitro. Определены концентрационные и временные характеристики действия препарата.
Описаны поэтапные изменения клеточных структур, приводящие к гибели паразита. Охарактеризован механизм взаимодействия дефензина а-1 и клеточной мембраны трипаносом с образованием пор и последующей перестройкой всех внутриклеточных мембран, сопровождающейся разрушением клеточных органелл, а также фрагментацией ДНК паразита. Практическая значимость работы
Дефензины представляют собой биополимеры животного происхождения. В результате исследований установлена токсичность дефензина а-1 против Т. cruzi, а также охарактеризован механизм токсичного действия. Получены оригинальные данные, раскрывающие физиологические механизмы резистентности макроорганизма к инфекции Т. cruzi. Факт микробицидного действия дефензина а-1 открывает возможности для поиска более эффективных терапевтических агентов при лечении болезни Шагаса.
Существует также проблема безопасности банков донорской крови, в которой могут оказаться патогенные трипомастиготы Т. cruzi. Использование дефензина а-1 в пределах физиологических концентраций может позволить элиминировать Т. cruzi и устранить риск заражения этими паразитами при переливании донорской крови. Основные положення, выносимые на защиту
-
Дефензин а-1 человека обладает трипаноцидной активностью против трипомастиготных и амастиготных форм Т. crazi. Степень микробицидного действия природного биополимера предопределена дозой и временем инкубации компонентов в двухмодульной системе.
-
Установлен молекулярный механизм трипаноцидного эффекта. Электронно-микроскопические исследования показали характерную морфологию трипомастигот при воздействии дефензина а-1 человека, а также позволили
определить встраивание последнего в клеточную мембрану паразитического простейшего и образование мембранных пор. Ультраструктурные изменения и фрагментация ДНК, вызванные действием дефензина а-1 человека, имеют общие черты с клеточным апоптозом. Апробация работы
Диссертация выполнена в соответствии с научным направлением базовой кафедры микробиологии и вирусологии медицинского факультета Российского университета дружбы народов и кафедры микробиологии и иммунологии Медицинского колледжа имени Мехарри (г. Нэшвилл, Теннесси, США). Результаты исследований и основные положения диссертации доложены и обсуждены на конференции кафедры микробиологии и вирусологии РУДН (2009, 20 ноября), на международной конференции «55th Annual Meeting of the American Society of Tropical Medicine and Hygiene» (Atlanta, GA., 12-16 ноября 2006 г.), на минисимпозиуме «Minisymposium Regulation of Mucosal Inflammatory Responses. Annual Meeting of the American Society of Investigative Pathologists, Experimental Biology» (Washington, DC, с 28 апреля по 2 мая 2007 г.), на научной конференции « 94* Annual Meeting of the American Association of Immunologists» (Miami Beach, Florida, 18-22 мая, 2007 г.), на международной конференции «56th Annual Meeting of the American Society of Tropical Medicine and Hygiene» (Philadelphia, Pennsylvania, 4-8 ноября 2007 г.), и на минисимпозиуме «Minisymposium Regulation of Mucosal Inflammatory Responses. Annual Meeting of the American Society of Investigative Pathologists, Experimental Biology» (San Diego, California, 5-9 апреля 2008 г.) Публикации
По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, 1 из них - в издании, входящем в рекомендованный ВАК список. Объем и структура диссертации
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследований, экспериментальной части с обсуждением результатов, заключения, выводов и списка литературы у i?r источников). Работа изложена на .лстранице, содержит 7 V.. рисунков и таблиц. Список литературы содержит 1$?.. работе'. //российских, l.ttl зарубежных авторов.
