29 марта 2013

Возможности использования экспресс-тестов

При рассмотрении возможностей использования экспресс-тестов для оценки мутагенности в автоматизированных системах следует обратить внимание на возможность использования объектов, технологически совместимых с автоматизированными системами регистрации эффектов, что позволит резко увеличить производительность испытаний. При этом возможны два подхода: использование природных микрооганизмов, которые при мутациях меняют свойства, легко регистрируемые физическими приборами, и направленное создание подобных организмов методами генетики, генной инженерии и т. п.

Примером первого подхода может служить использование биолюминесцирующих бактерий для оценки мутагенности (см. обзоры: Шендеров и др., 1979; Гительзон и др., 1984). Описаны первые попытки провести скрининг мутагенов, используя биолюминесцению.

В частности, использовался спонтанный темновой мутант, интенсивность свечения которого по сравнению с диким типом была уменьшена в 106 раз (Ulitzur et а 1., 1980). Применяемые мутагены вызывали замену оснований и сдвиг рамки, при этом свечение увеличивалось в 103 — 104 раз. Авторы считают, что для исследованных мутагенов чувствительность выше, чем в тесте Эймса, примерно в 100 раз.

Другой подход продемонстрирован в работе, выполненной на кафедре генетики ЛГУ им. А. А. Жданова под руководством С. В. Инге-Вечтомова (совместно с Г. М. Баренбоймом). В этой работе были получены штаммы дрожжей, синтезирующие эндогенную кислую фосфотазу, которая расщепляла добавленный в среду 4-метилумбеллиферилфосфат таким образом, что продукт его деструкции обладал заметной флуоресценцией.

В работах этого цикла исследовалась также возможность использования дрожжевых клеток, распределение которых по размерам менялось под действием мутагенов (не исключено, что в данном случае мутагены выступали как ДНК-тропные цитостатики). Тестирование этого эффекта осуществлялось высокопроизводительной установкой по изменению светорассеяния дрожжевых клеток или кондуктометрически.

Подобный подход — от особенностей существующего и технологического метода регистрации к конструированию специфического для этого метода биообъекта — кажется более перспективным, чем традиционный — подбор физического метода регистрации под объект, уже существующий в природе.

Мутагенактивирующая активность ХС. В реальных условиях организм чаще всего встречается с комбинированным воздействием ХС. Если первое из ХС является мутагеном (промутагеном), то можно представить свойства второго ХС, которое увеличивает мутагенную активность первого. Основные пути стимуляции могут быть такими: увеличение клеточной проницаемости для первого ХС, активация монооксидазной системы (когда первое ХС — промутаген) и ингибирование репаразной системы.

Допустим, что имеется заведомый мутаген с высокой вероятностью попадания в организм, например лекарство с мутагенными свойствами, для которого польза применения превышает риск. Вещества, которые могут быть в комбинации с таким препаратом, следует проверить на мутагенактивирующую активность.

В связи с этим заметим, что наличие в тестах на мутагенность метаболической активации и штаммов бактерий, дефектных и бездефектных по системам репарации, позволяет сравнительно легко поставить эксперименты для оценки мутагенактивирующей активности ХС.

Хотелось бы отметить, что если индукторы ферментов метаболизма ксенобиотиков активно изучаются (см., например: Ляхович, Цырлов, 1981), то химические регуляторы репаразных систем клетки почти не изучены. Исследование механизма «антирепаразной» активности ХС и ее связи со структурой ХС представляет, на наш взгляд, большой интерес.

«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…

Карта информационной биотехнологии и технических средств (часть 6)

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,…