Практический опыт работы с некоторыми тест-объектами клеточно-тканевого уровня
В ходе работ по созданию автоматизированной системы классификации ХС был разработан достаточно широкий набор БТО клеточно-тканевого уровня организации. Совокупность этих объектов вполне удовлетворяет главному принципу системы — представительности выбранных БТО по отношению к моделям биосферы и организма человека. А набор характеристик реакций БТО, используемых в системе, обеспечивает представительность измеренных параметров по отношению к модели клетки (смотрите таблицы ниже).
В таблице ниже приведены сведения о тест-объектах, об испытанных на каждом из них массивах веществ, а также определяемые характеристики, дополнительные воздействия, длительность определения биологической активности и основной результат работы с этим БТО.
Применение некоторых тест-объектов клеточно-тканевого уровня для испытаний ХС на биологическую активность при разработке автоматизированной системы классификации ХС
| Биологический тест-объект | Испытанные вещества | Регистрируемые характеристики |
| 1 | 2 | 3 |
| Эритроциты человека | Тетрациклины, пенициллины, сульфаниламиды, стероиды, силатраны (всего 30 веществ) | Светопропускание, импеданс, pH среды; определяется кинетика этих величин при дополнительных воздействиях (всего 16 параметров) |
| Эритроциты человека и кролика | Гемолитики, лекарства, защитные вещества | Оптическая плотность |
| Фрагменты тонкой кишки крысы, пласты | Силатраны, сложные биологические смеси, тяжелые металлы, детергенты, фенолы (всего 50 веществ) | Светопропускание, импеданс — непрерывная регистрация с использованием дополнительных воздействий (всего 21 параметр) |
| Клетки водоросли | Ароматические соединения, биогенные амины, ионофоры и блокаторы ионных каналов, ПАВы, простагландины, тяжелые металлылы, нейротропные вещества и др. (всего более 300 веществ) | Электродная регистрация биоэлектрических параметров (потенциалы, ионные токи в режиме фиксации потенциала) |
| Трабекулы предсердия лягушки | Вещества 20 фармакологических классов: местные анастетики, антиаритмики, нейролептики, противолучевые, антидепрессанты и др. (всего 50 веществ, ХС с неизвестной активностью) | Электродная регистрация в автоматическом режиме при фиксации потенциала |
| Митохондрии (печени крысы, сердца быка), субмитохондриальные частицы | Азотистые основания 5-оксогексанолида и их семикарбазоны (всего 10 веществ) | Поглощение кислорода, сдвиг pH |
| Цитотоксические лимфоциты и клетки мишени | Кортикостероиды, кофеин, теофиллин, лектины, колхицин, ингибиторы и стимуляторы уровня цАМФ и др. (всего более 50 веществ) | Выход радиоктивной метки из клеток мишеней |
| Клетки хлореллы, клетки асцитных опухолей
* |
Нафтеновые кислоты, РНКаза, неионные и ионные детергенты, вещества 17 фармакологических классов (всего 90 веществ) | Импеданс суспензии, концетрация К+, поглощение кислорода |
| Фрагменты ткани мышей и крыс | Канцерогены, промоторы, различные фармакологические препараты (включая противоопухолевые), молекулярные «инструменты» (всего 150 веществ) | Количественное диспергирование ткани при целлоскопической регистрации |
| Оплодотворенные яйцеклетки морского ежа и вьюна | Различные фармакологически активные вещества, молекулярные инструменты (всего более 1500 веществ) | Морфометрия развивающегося эмбриона (визуально или автоматизировано) |
| Сетчатка лягушки | Различные фармакологически активные вещества (всего более 100 веществ) | Электрические параметры |
| Спермин вьюна, морского ежа, быка, человека | Различные токсические вещества, адаптогены | Подвижность (скоростные и траекторные характеристики) |
| Стенка кишки | Различные вещества: стероидные гормоны, канцерогены, нейромедиаторы, адаптогены, адгезионные факторы, антибиотики, кремнеорганические (всего более 150 веществ) | Электрические и оптические характеристики |
| Дополнительные воздействия | Основной результат | Время испытания | Автор, год |
| 4 | 5 | 6 | 7 |
| Дистил. вода, НС1 в двух концентрациях | Показана возможность четкой классификации различных веществ на неспецифическом тест-объекте в ходе автоматизированного эксперимента при многопараметрической регистрации реакций | 15 мин | Сарбаш, 1981; Чуич и др., 1981а, б |
| НС1 | Количественный анализ гемолитиков, классификация их по механизму действия | 3 мин | Митрохин и др., 1981а, б; Митрохин, Юртаев, 1981 |
| Осмотическое давление. гипертонический р-р NaCI | Возможность классификации веществ по группам на неспецифической модели, возможность пред сказания активности в рядах химических гомологов | 12 мин | Меликяиц и др., 1978; Рымарчук и др . 1980; Рымарчук, 1981, 1982 |
| Свет, электрические воздействии | Возможность четкой классификации веществ по механизму их действия на мембрану растительной клетки в автоматизированном эксперименте | 2-3 ч | Юрии и др., 1975. Юрии и др.. 1979, Юрии. 1980 |
| Трансмембранный ток | Показано, что 10 из 20 изученных классов лекарственных препаратов можно четко идентифицировать по мембранным эффектам в режиме автоматизированного эксперимента | Несколько мин | Поротиков, 1980 |
| Добавки субстратов и ингибиторов окислительного фосфорилирования | На основании изучения механизма действия найден новый класс специфических ингибиторов энергетики (ингибиторов НАД-Н- дегидрогеназы) | Несколько часов | Галкина. 1981 |
| — | Найден алгоритм определения иммунотропных веществ in vitro и дана механизменная классификация их действия | 2 сут | Киркнн и др.. 1980: Киркии, 1981 |
| — | Показано, что влияние ХС на ионный гомеостаз и дыхание позволяет четко выявлять ростстимули рующую активность в экспрессном эксперименте | 30 — 40 мин | Сливинский, 1976 |
| Механическое усиление | Возможность прогнозировать канцерогенную и промоторную активность, а также кортикостероидную и антибластомогенную | 40 — 60 мин | Левенталь, 1976; Колотенко, 1978; Маленков, Чуич, 1979; Модянова. 1986 |
| Нагрев, добавление цитостатнков | Возможность четкого прогноза эмбриотоксического действия ХС показана на сопоставлении действия 300 и 1500 испытанных на яйцеклетках веществ | Несколько часов | Бузников, 1978, Шмуклер. 1979; Баренбойм. Протозанова, 1981, 1985 |
| Свет | Различные ХС рецепторного типа действия | Несколько секунд | Косолапов, Нижний. 1982 |
| Нагрев, вещества направленного действия | Возможность оценки спермотоксичности ХС, протектирующих свойств | Десятки минут | Баренбойм и др., 1981; Протозанова и др., 1981; Барен бойм. Протозанова, 1985 |
| Потенциал осмотический и электрический ток | ХС действие на энергетику, специфическое действие на биохимические системы клеточной подвижности | Десятки минут | Меликяиц, Маленков. 1977; Рымарчук, 1982 |
Во второй таблице наглядно отражено, какие характеристики реакций тест-объектов на ХС определялись и какие могут быть еще дополнительно определены без каких-либо перестроек разработанных аппаратурных комплексов.
Смотрите таблицу — Реализованные и технологически возможные методы определения реакций биологических тест-объектов в автоматизированной системе классификации ХС
«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков
Все тестируемые ХС проходят регистрацию и определение степени новизны, а также прогностическое установление типа потенциальной биологической (фармакологической) активности расчетными методами структурно-информационного анализа. На этом основании для веществ с невысокими значениями Q, L и М определяется та выборка тестов, через которую они должны пройти. В ряде случаев эта выборка определяется по формализованным правилам, в большинстве случаев…
В итоговом документе («Биологический паспорт»), который формируется по итогам классификации данного ХС в автоматизированной системе, излагаются цели испытаний, а также следующие сведения о тестированном ХС: исходная информация о ХС (структурная и брутто-формула, физико-химические характеристики, организация-производитель, исходное назначение); номер регистрации; степень подлинности (соответствие структур, чистота); результаты испытаний с использованием расчетных методов; оценка биологической активности и токсичных…
Можно представить схему, изображенную на рисунке ниже, в более сжатой конспективной форме, развернув все события вдоль оси времени. Смотрите рисунок — Генеральная конфигурация системы классификации ХС Такая линейная развертка событий представлена на рисунке ниже, а комментарий к ней содержится в таблице, которую можно рассматривать как расширенную подпись к этому рисунку. Смотрите рисунок — Последовательность основных…
Вся работа системы проводится в интерактивном режиме: специфика работы с биологическим тест-объектом такова, что весьма высока вероятность его отклонения от стандарта в процессе подготовки эксперимента, резкого изменения его состояния или даже гибели в процессе эксперимента и т. д. Возможны ситуации, когда результаты тестирования ХС по одной методике могут привести к изменению всего порядка последующих испытаний…
Блок 9. классификация ХС по ихспособности сенсибилизировать биологические объекты к действию Функциональное назначение Определить изменение чувствительности биологических объектов при действии на них ХС по отношению к стандартному физическому фактору (нагревание, световое облучение и другие факторы в зависимости от задачи). Знание таких характеристик позволяет: 1) прогнозировать результат комбинированного действия ХС и физфактора; 2) выявить действие ХС,…
