ГЕНЕТИКА И ЭПИГЕНЕТИКА ЖИВОТНЫХ-БИОМОДЕЛЕЙ
Накопление научных данных в области фармакогенетики требует создания адекватных релевантных биомоделей, отражающих иммуногенетические особенности отдельных групп населения. Нами были получены родоначальники новой гуманизированной трансгенной линии мышей, несущих ген HLA-A*02:01:01:01 человека, характерный для населения России. Для создания новой биомодели был использован метод инъекции генно-инженерной конструкции в пронуклеусы зигот с последующим культивированием в СО2-инкубаторе в течение ночи и переносом потенциально модифицированных эмбрионов на стадии двух бластомеров псевдобеременным самкам-реципиентам. Всего был получен и проанализирован 91 живой потомок, из которых 18 несли целевую модификацию генома. Полученные трансгенные животные были использованы для выведения новой линии животных-биомоделей, несущих ген HLA-A*02:01:01:01 человека.
МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ БИОМЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Проведено исследование содержания биологически активных веществ методом газовой хроматографии/масс-спектрометрии с применением дериватизации силилированием в прижизненно полученном мускусе кабарги. Проведено сравнение химического состава мускуса кабарги сибирской в природных и вольерных условиях. Выявлено влияние спектра питания кабарги на содержание биологически активных компонентов мускуса, прежде всего веществ андростероидного профиля. Подробно представлены результаты содержания наиболее значимых компонентов мускуса кабарги, имеющих биологические эффекты. Установлено, что увеличение разнообразия поедаемых кормов приводит к улучшению качественного состава биологически активных веществ мускуса, получаемого от самцов кабарги при вольерных условиях содержания.
Смоделированы предельные физические нагрузки («работа до отказа») на нетренированных мини-пигах. При исследовании общего клинического анализа крови, измерении лактата и проведении общего клинического анализа мочи были выявлены изменения, схожие с таковыми у человека, перенёсшего экстремальное состояние.
ДОКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В БИОМЕДИЦИНЕ
Субстанции, содержащие биологически активные вещества, получаемые из возобновляемых источников сырья растительного и животного происхождения, в липосомированной форме представляют значительный научно-практический интерес. Липосомированный препарат эффективнее всасывается в желудочно-кишечном тракте, сохраняя свою структуру, легко проникает внутрь клетки и практически не разрушается при первом прохождении через печень, что позволяет использовать меньшее количество действующего вещества при одной и той же биодоступности или увеличивать эффективную действующую концентрацию.
Установлено, что липосомы мускуса кабарги, вводимые в дозах, эквивалентных 300, 1500 и 3000 мг/чел./сут, обладают актопротекторным действием, его выраженность в минимальной дозе (300 мг) сопоставима с таковой максимальной дозы (3000 мг).
Курсовое ежедневное транспалатинальное введение липосом мускуса кабарги в течение 14-ти сут статистически достоверно повышает показатели физической выносливости и работоспособности крыс в тесте вынужденного плавания с грузом, кинезогидродинамической модели плавания и в тесте на ротароде. Повышение показателей сохраняется еще в течение 7-ми дней после прекращения введения, что свидетельствует о фармакологической кумуляции. Тестируемый препарат снижает локомоторную и ориентировочно-исследовательскую активность, не оказывает негативного влияния на психоэмоциональный и интоксикационный статус животных и местнораздражающего действия на пути введения, имеет 6-ю степень токсичности (относительно безвредные препараты).
Оценено действие блокатора кальциевых каналов (БКК) нифедипина в дозе 7,5 мг/кг на энергетический обмен кардиомиоцитов кролика в условиях вибрационно-опосредованной (56 сеансов вибрации 44 Гц, амплитудой 0,5 мм) модели клеточной гипоксии. Энергетический обмен нативных митохондрий сердца в 30%-ном гомогенате ткани изучали полярографическим методом, регистрируя скорости поглощения кислорода митохондриями при 37 °С в 1 мл солевой среды инкубации, уравновешенной с кислородом воздуха. У животных, подвергнутых вибрации на фоне БКК, скорость эндогенного дыхания (Vэ) оставалась на уровне интактных животных, амиталчувствительность повышалась на 39% (р<0,05), малонатчувствительность уменьшалась на 40% (р<0,05). Малатоксидазная активность в состоянии «покоя» увеличивалась, а гиперактивация системы окисления эндогенной янтарной кислоты снижалась по сравнению с показателями животных, подвергнутых вибрации без фармакологической защиты, свидетельствуя о кардиопротективном действии нифедипина, предотвратившем развитие некроза кардиомиоцитов.
Рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia L.) является ярким представителем фенолсодержащих лекарственных растений. Широко распространённое и культивируемое растение имеет достаточную сырьевую базу не только плодов, но и других частей растения (листьев, цветков); является перспективным источником биологически активных комплексов для разработки новых лекарственных средств. В работе установлено содержание основных групп фенольных соединений в экстрактах из плодов, листьев и цветков S. aucuparia L., которые получали по оригинальной технологии подкисленным 95%-ным этанолом. Определяли содержание суммы фенольных соединений, а также флавоноидов, в т. ч. антоцианов, фенолокислот, дубильных веществ. Изучено влияние данных фенолсодержащих экстрактов на развитие перевиваемых опухолей (карцинома легких Льюис, рак лёгкого-67) и эффективность лечения циклофосфаном. Выявлено, что использование растительных комплексов приводит к достоверной ингибиции развития метастазов в лёгких, а также повышению противоопухолевой и противометастатической активности циклофосфана в комбинированном лечении. Полученные новые данные представляют интерес для дальнейшего изучения этих фенолсодержащих комплексов с целью создания на их основе лекарственных средств для повышения эффективности химиотерапии злокачественных новообразований.
Исследование посвящено изучению острой токсичности экстракта травы Астрагала лисьего (Astragalus vulpinus Willd.), произрастающего на территории Астраханской области. Эксперименты проводились на белых нелинейных крысах. Животные были разделены на несколько групп (n=6): контрольная, получавшая внутрижелудочно воду дистиллированную, и опытные группы, получавшие однократно внутрижелудочно экстракт травы Астрагала лисьего в дозах 100, 500, 1000, 2000 и 4000 мг/кг. В первые сутки после введения экстракта животные находились под непрерывным наблюдением. Во время наблюдения (в течение 14 сут) оценивали общее состояние животных, массу тела, отказ от пищи, состояние шёрстного покрова, реакцию на звуковые, световые и тактильные раздражители. Реакция на звуковые раздражители оценивалась путём внезапного резкого стука по клетке, в результате чего обращали внимание на вздрагивание животного; реакция на световой раздражитель – путём освещения глаза фонариком и наблюдением за смыканием век; тактильные раздражители оценивали путём сжатия прикорневой части хвоста. После выведения животных из эксперимента проводили макроскопическое исследование внутренних органов (головной мозг, печень, селезёнка, сердце, желудок) и гематологический анализ мазков крови. В ходе исследования была установлена LD50 экстракта травы Астрагала лисьего. При введении экстракта в дозе 4000 мг/кг была зафиксирована смертность животных (к третьим суткам погибли 3 особи), у оставшихся животных наблюдалось снижение веса, количества лейкоцитов и изменение слизистой оболочки желудка. Оценка острой токсичности экстракта травы Астрагала лисьего показала, что данный экстракт относится к малотоксичным веществам, и его LD50 составляет 4000 мг/кг. Однако введение данного экстракта в дозе 4000 мг/кг привело к изменениям со стороны количества лейкоцитов и появлению изменений в слизистой оболочке желудка животных, что требует дополнительного проведения изучения хронической токсичности данного экстракта.
РЕЛЕВАНТНОЕ И АЛЬТЕРНАТИВНОЕ БИОМОДЕЛИРОВАНИЕ
Цель работы – изучить состояние аксодендритических (ADS) и аксосоматических (ASS) синапсов в I–IV слоях орбитофронтальной коры (ОФК) половозрелых белых лабораторных крыс в условиях балансированной и малобелковой пищи после острого звукового воздействия. Опыты выполнены на 64-х белых нелинейных половозрелых лабораторных крысах-самцах массой 180–230 г (8 – интактных, 56 – экспериментальных). После непрерывного звонка интенсивностью 120 дБ в течение 120 с 56 крыс разделены на 2 группы: с балансированной пищей (контрольная – 28) и малобелковой пищей (основная – 28); с двумя подгруппами, в каждой из них: стресс-устойчивые (по 12) и стресс-неустойчивые (по 16 животных). Приём воды – без ограничений. Животные из эксперимента выведены на 10-е, 20-е, 30-е и 40-е сут после звукового воздействия. Параллельно с гистологическими и иммуногистохимическими анализами образцы I–IV слоёв ОФК изучены также трансмиссионной электронной микроскопией. Электронно-микроскопические изменения строения ADS и ASS выявлены во всех слоях ОФК. Отмечены нарушения тонкой структуры как пресинаптического, так и постсинаптического полюсов. Максимальная выраженность ультраструктурных изменений присуща ADS поверхностного (I, молекулярного), наружного зернистого (II), пирамидного (III) и внутреннего зернистого (IV) слоёв ОФК. Дезорганизация ASS отмечена преимущественно в контактах, постсинаптический полюс которых сформирован телами мелких пирамидных нейронов III слоя, а также пирамидных и звёздчатых нейронов IV слоя ОФК. Во всех сроках наблюдений нарушения тонкой организации наиболее выражены у стресс-неустойчивых животных основной группы опытов, особенно на 10-е и 20-е сут после воздействия. Острое звуковое воздействие инициирует нарушения тонкой организации аксодендритических и аксосоматических синапсов в I–IV слоях ОФК белых лабораторных крыс. Очаговая деструкция части отмеченных синапсов у крыс с малобелковой пищей после острого аудиогенного стресса имеет необратимый характер.
Паравертебральные мышцы играют не последнюю роль в развитии деформаций и дегенеративных заболеваний позвоночника. В эксперименте на животных исследовали влияние техники заднего артродеза илиосакрального сочленения (крестцово-подвздошного сустава, КПС) на морфологические характеристики крестцово-каудальной (копчиковой) дорсальной латеральной мышцы. Использовали титановые кейджи с последующей стабилизацией аппаратом внешней фиксации в течение 30 сут. Преимуществами заднего артродеза являются небольшой разрез, минимальная кровопотеря, сохранение целостности большинства связок, короткий период иммобилизации. Тем не менее, при экспериментальном моделировании на животных артродеза КПС в прилежащей мышце выявлены фиброзирование интерстициального пространства и жировая инфильтрация, составившие от инактных параметров 240% и 310% соответственно, по окончанию эксперимента, фиброз оболочек сосудов артериального звена. Необходимо нивелировать травматизацию мышц при оперативных вмешательствах на позвоночнике с целью минимизировать процессы фиброгенеза и жировой инволюции паравертебральных мышц.
Нарушение эпигенетического репрограммирования под действием экзогенных факторов в пренатальном периоде отражается на развитии и формировании фенотипа взрослого организма. Один из таких факторов – алкоголь, воздействие которого в период пренатального онтогенеза может приводить к высокому риску злоупотребления алкоголем в будущем. Механизмы, лежащие в основе этого эффекта, в настоящее время мало изучены. Мы предполагаем, что изменение «подкрепляющего» действия алкоголя в результате пренатальной алкоголизации может быть связано с нарушением транскрипционной активности генов опиоидной системы мозга. В работе проведён сравнительный анализ добровольного потребления алкоголя и уровня экспрессии мРНК μ- (MOP) и κ-опиоидных (KOP) рецепторов в мезолимбических областях мозга взрослых крыс-самцов Wistar (PND60) – потомков самок, потреблявших 10%-ный р-р этанола со 2-го по 21-й дни беременности, и контрольных животных. Пренатально алкоголизированные крысы отличались от контрольных высоким предпочтением алкоголя и низким уровнем экспрессии мРНК MOР и KOР в среднем мозге. Выявленные нарушения могут лежать в основе дисфункции опиатной системы и, как следствие, высокого риска формирования аддиктивного поведения во взрослом возрасте.
ISSN 2713-0428 (Online)