28 ноября 2014

Алгоритм определения способности химических соединений влиять на пролиферативные процессы

Как известно, пролиферация — это разрастание ткани живого или растительного организма за счет новообразования (размножения) клеток. Среди ксенобиотиков, действующих на пролиферативные процессы, можно выделить три основных класса веществ: ингибиторы пролиферации (цитостатики), стимуляторы деления клеток и мутагены, действие которых в данной ситуации проявляется в патологических митозах.

Существует ряд широко известных методов наблюдения за пролиферацией. Многие из них связаны с фиксацией и последующей обработкой ткани. В этом разделе читателю представляется нетрадиционный способ изучения пролиферации в живых объектах на основе люминесцентного анализа, широко применяемого в АСК.

В данном случае применяется телевизионная контактная люминесцентная микроскопия (ТКЛМ), которую можно использовать для изучения взаимодействия ксенобиотиков с клетками и тканями как в составе органов, так и в целостном животном (Баренбойм и др., 1982; Дмитревская и др., 1984).

Рассмотрим случай использования животного в качестве тест-объекта. Хотя АСК ХС в целом ориентирована на доорганизменный уровень, нам кажется целесообразным рассмотреть именно этот методически более сложный способ: изучение изолированного органа не несет никаких дополнительных осложнений по сравнению с наблюдением за этим органом непосредственно в живом животном.

В этом методе, разработанном Т. В. Дмитревской и С. Б. Харламовой под руководством Г. М. Баренбойма, для проведения экспериментов используются две группы мышей-самцов, которым удаляют 2/3 печени по методу Хиггинса—Андерсона (частичная гепатэктомия). Животным опытной группы до операции (за 2 ч) вводят внутрибрюшинно исследуемое вещество, мышам контрольной группы — растворитель исследуемого препарата. Через 48 ч мышей наркотизируют уретаном и за 10 мин до микроскопирования вводят внутрибрюшинно флуоресцентный зонд «Хехст 33258» в дозе 20 мкг/г.

Через небольшой медиальный разрез выводят наружу две доли печени, поверхность органа орошают во время исследования подогретым физиологическим раствором. Определение эффективности исследуемых препаратов определяется по величине митотического индекса. Количество митозов просчитывается с экрана видеоконтрольного устройства, при этом необходимо отдельно учитывать патологические митозы. В принципе такой подсчет можно «поручить» автоматическому устройству для морфометрии.

Через 48 ч после частичной гепатэктомии митотический индекс обычно достигает 30—35%о. Важным показателем является наличие патологических митозов, которое выражается как отношение их количества к общему количеству митозов в процессах. Эта цифра в данном случае характеризует мутагенность исследуемого ксенобиотика. На рисунке ниже показано изображение регенерирующей печеночной ткани в свете флуоресценции зонда, связанного с ДНК, в живом животном.

Смотрите рисунок — Некоторые примеры применения контактной люминесцентной микроскопии к изучению действия ксенобиотиков

О биологической активности тестируемых ксенобиотиков судят по изменению митотического индекса. При митотическом индексе 30—35 ‰ можно считать, что ХС не оказывает действия на деление клеток. Если митотический индекс больше этой величины, ХС можно считать активатором клеточных делений, если меньше — цитостатиком. Если индекс не отличается от нормы, но встречаются патологические митозы, исследуемое соединение можно отнести к мутагенам.

На примерах применения ТКЛМ, приведенных в этом разделе и ранее, видно, что приложение ТКЛМ к задачам системы классификации обеспечивает высокую степень эпиморфности моделей.


«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков



Моделирование состояний — задача, которую для большинства случаев еще предстоит решать. Только АСК ХС обладает достаточной производительностью, чтобы установить характер и степень адекватности состояний модели in vitro и состояний in vivo в отношении большого массива ХС. Поэтому мы вынуждены ограничиться пока лишь кратким упоминанием основных способов создания моделей состояний. Первый способ состоит в том, что…

2- й пример. Пусть энергетика клетки является той системой, которую требуется представить параметрически. Набор состояний порожден в ходе морфогенетических процессов (нормальных и патологических) на основе, например, ткани печени. Самой экономной (а именно к наиболее экономному, но полному представлению всегда и следует стремиться) системой параметров будет в этом случае, вероятно, следующая: отношение активности суммарной гексокиназы к…

Рассмотрим на примерах, как можно определить систему представительных характеристик и параметров для спектра состояний и моделировать эти состояния: 1-й пример. Пусть межклеточный контакт является той биофизической системой, которую надо описать параметрически. Пусть объектами являются эпителиальные ткани лабораторных животных (или человека) во всем их разнообразии, порождаемом морфогенетическими, физиологическими и генетико-популяционными процессами. В качестве основной характеристики межклеточного…

Активность этого фермента существенно детерминируется генетически. В распределении популяции людей по активности этого фермента существуют два максимума, соответствующие низкой и высокой активности фермента; это можно рассматривать как отражение «генетически определенных состояний». Определив у ХС способность образовывать комплексы с медью, можно предсказать опасность того, что при длительном употреблении этот препарат может вызвать лекарственную волчанку у лиц…

Учет всех подобных особенностей реакций организма на ХС с определенным видом активности в зависимости от состояния, даже в форме вероятностного предсказания, имеет очень большое практическое значение. Такое предсказание может сделать гораздо более содержательными и одновременно дешевыми последующие испытания на животных, более безопасными клинические испытания и дальнейшее клиническое использование. Вместе с тем очевидно, что в общем…