Изучение возможности применения наноматериалов для повышения иммунного ответа организма

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

С.А. Витязева, Т.П. Старовойтова, В.И. Дубровина, Т.А. Иванова, Л.А. Грищенко

изучение возможности применения наноматериалов для повышения иммунного ответа организма

ФГУЗ «Научно-исследовательский противочумный институт Сибири и Дальнего Востока»

Роспотребнадзора»

Поскольку специфические факторы, влияющие на резистентность макроорганизма, не всегда достаточно эффективны, как это имеет место при чуме, большое внимание в настоящее время уделяется иммуномодуляторам, способным повышать эффективность иммунотерапии и иммунопрофилактики, экстренной индукции неспецифической резистентности в эпидемически опасной ситуации.

Целью исследования явилось выяснение характера, динамики и степени выраженности иммуно-морфологических проявлений у экспериментальных животных, вызванных введением живой чумной вакцины в сочетании с иммуномодуляторами природного происхождения.

Для экспериментальной работы в качестве иммуномодуляторов избраны арабиногалактан (АГ), изолированный из лиственницы сибирской Larix sibirica, железо- (феррогал) и кобальтсодержащие нанобиокомпозиты на основе арабиногалактана (КНК) [2].

В качестве экспериментальной модели в опытах использовали белых мышей (18 — 20 г). Белых мышей опытной группы иммунизировали Y. pestis EVв дозах 105 м.к. в сочетании с АГ, феррогалом или КНК в дозе 2 мг/кг. Животным контрольной группы вводили в тех же дозах только живую чумную вакцину (ЖЧВ).

Для оценки иммуногенеза исследовали иммунокомпетентные органы (лимфатические узлы и селезенку) через 3, 7, 14, 21 сут. от момента иммунизации. Материал фиксировали в 10% нейтральном формалине, обезвоживали в спиртах возрастающей концентрации, заливали в парафин.

В работе использовали методы обзорной микроскопии с применением окрасок гематоксилином-эозином и метиловым зеленым — пиронином [3]. Определение соотношения структурных компонентов, объемных долей лимфоузлов и селезенки, а также количества плазматических клеток в этих органах, проводили с использованием морфометрического метода [1] и компьютерной программы «Motic Images Plus», версия 2.

При исследовании гистологических срезов нами установлено, что в селезенке мышей, привитых ЖЧВ в сочетании с АГ, феррогалом или КНК, имела место гиперплазия лимфоидных фолликулов, приводящая к увеличению доли белой пульпы (от общего объема органа) на 2 — 6 % (р < 0,05), по сравнению с контрольными показателями.

Показано, что к 3 сут. в селезенке белых мышей опытных групп, по сравнению с контрольной, наблюдалась пролиферация лимфоцитов, приводящая к увеличению объемных долей периартериальных зон (от общего объема фолликула селезенки) в 2,2 — 3,1 раза. К 7—14 сут. объемные доли реактивного центра и мантийной зоны селезенки опытных животных на 1,0 — 1,7 % и 1,3 — 1,8 % соответственно превышали таковые показатели у контрольных животных, а к 21 сут. наблюдалось их снижение.

В лимфатических узлах белых мышей, привитых как ЖЧВ, так и ЖЧВ в сочетании с АГ и феррогалом, имела место гиперплазия ткани фолликулов, но в большей степени при введении ЖЧВ с КНК. Количество фолликулов со светлыми центрами у опытных животных возрастало уже к 3 сут. после иммунизации, достигая максимума к 7 сут., что указывает на бласттрансформацию и пролиферацию лимфоцитов, и постепенно снижалось к 21 сут.

Установлено увеличение объемных долей коркового вещества и паракортикальной зоны в лимфатических узлах животных, получивших ЖЧВ совместно с иммуномодуляторами, по сравнению с контролем на 10 — 23 % и 1—4 % (р < 0,05) соответственно. Причем показатели тимусзависимой зоны (паракортикальной) оставались более высокими в опытных группах. Начиная с 14 сут., объемные доли мозгового вещества увеличивались на 3,6 — 5,4 % (р < 0,05), по сравнению с контролем, что связано с миграцией и накоплением антителообразующих клеток.

Структурный и клеточный состав лимфатических узлов определяет оптимальный уровень активации иммунного ответа, который сопровождается стимуляцией метаболической активности лимфоидных клеток и приводит к увеличению количества пиронинофильных клеток (антителообразующих или В-лимфоцитов), в связи с чем нами было изучено влияние сочетанного применения ЖЧВ с иммуномодуляторами на содержание плазмоцитов в иммунокомпетентных органах.

Так, на 3 — 7-е сут. после введения экспериментальных препаратов количество плазматических клеток в селезенке мышей опытных групп регистрировалось больше на 2,7—11,5 % (р < 0,05), а в лимфатических узлах — на 6,7—10,3 %, чем в контроле.

Полученные в ходе экспериментальной работы данные свидетельствуют о том, что АГ, феррогал и КНК при сочетанном применении с ЖЧВ стимулируют иммунные реакции организма в большей степени, чем чумная вакцина, а морфологические изменения как в тимусзависимых, так и в тимуснезависимых зонах селезенки и лимфатических узлов, свидетельствуют о более эффективной иммунной перестройке защитных систем организма.

Важно подчеркнуть, что АГ, КНК или феррогал при одновременном введении белым мышам с ЖЧВ повышают ее протективную активность, что проявляется в существенном снижении средней иммунизирующей дозы — в 4,8 раза в случае АГ (ЖЧВ — 105 м.к.), в 4,1 раза — феррогала (ЖЧВ — 105 м.к.) и в 3,6 раза — КНК (ЖЧВ — 103 м.к.) и, следовательно, ее реактогенности.

Установлено, что продолжительность жизни мышей, получивших вакцину совместно с АГ, КНК или феррогалом, а затем зараженных вирулентным штаммом Y. pestis И-2683, составила соответственно 21 и 20 сут. после заражения (срок наблюдения), тогда как у мышей, получивших только ЖЧВ, — 11,6 ± 3,0 и 14,9 ± 2,0 дня (р < 0,05). При введении интактным белым мышам арабиногалактана в день заражения штаммом Y. pestis И-2683 (200 ЛД50) выживаемость животных повышалась на 25 %, КНК — на 33,3 %, а феррогала — на 10 %.

Таким образом, очевидно, что АГ, КНК и феррогал оказывают комплексное воздействие на макроорганизм, в результате которого в организме животных, получивших иммуномодулирующие препараты, происходит подавление размножения патогенных микробов. Этот факт имеет большое значение, поскольку даже кратковременное замедление размножения микроорганизмов в ходе инфекционного процесса может предотвратить фатальный исход, вызванный возбудителем.

Все это позволяет рассматривать средства, направленные на повышение неспецифической резистентности организма как чрезвычайно перспективные для применения с целью профилактики и лечения чумы. Создание на основе АГ, КНК и феррогала биологически активных препаратов открывает большие возможности и в силу того, что запасы сырья для их производства значительны и легко воспроизводимы.

литература

1. Автандилов Г.Г. Морфометрия в патологии / Г.Г. Автандилов. — М.: Медицина, 1973. — 247 с.

2. Дубровина В.И. Механизмы фагоцитоза и его роль при формировании резистентности к чуме, псевдотуберкулезу и туляремии: Автореф. дис. ... докт. биол. наук. — Иркутск, 2004. — 42 с.

3. Лилли Р. Патогистологическая техника и практическая гистохимия / Р. Лилли. — М.: Мир, 1969.

— 645 с.

К.С. Голохваст, А.М. Паничев, С.Ю. Борисов, В.В. Чайка

изучение новых классов антиоксидантов

ГОУ ВПО Дальневосточный государственный технический университет

Целью нашей работы было исследование цеолита (природного минерала Вангинского месторождения Амурской области) и католита (электрохимически активированного водного раствора NaCl) на предмет наличия у них антиоксидантных свойств. В качестве экспериментальной модели мы взяли гистофизиоло-гическое состояние системы местного иммунитета дыхательных путей при охлаждении и коррекции этого состояния с помощью ингаляции веществами с возможными антиоксидантными свойствами. В качестве экспериментальных животных были взяты беспородные белые крысы. Все животные были разделены на 6 групп по 20 особей: «Контроль» — интактные животные; «Холод» — охлаждаемые животные; «Католит»

— животные, которым ингаляционно вводился католит; «Католит + холод» — охлаждаемые животные, которым ингаляционно вводился католит; «Цеолит» — животные, которым ингаляционно вводился цеолит; «Цеолит + холод» — охлаждаемые животные, которым ингаляционно вводился цеолит. Производили препарирование, бронхоальвеолярный смыв у лабораторных животных, забор материала для исследования, окраску и приготовление мазков для световой микроскопии. Экспериментальное охлаждение проводилось в течение 15 сут. по 3 ч. в день с целью вызвать воспаление дыхательных путей. Лабораторным животным проводилось ингалирование с помощью ультразвукового портативного ингалятора УП-0,25 «АРСА» в закрытой клетке. Для более полной оценки физиологического состояния организма мы определяли уровень продуктов ПОЛ в плазме крови и в ткани легких крыс.

В группе «Контроль» количество жизнеспособных клеток составило 88,2 ± 4,3 %, в группе «Холод»

— 61 ± 3,7 %, в группе «Цеолит» — 82 ± 3,5 %, в группе «Цеолит + холод» — 77 ± 3,9 %, в группе «Католит» — 93,4 ± 4,7 %, в группе «Католит + холод» — 85 ± 4,1 %.

Макрофаги и лимфоциты в разных группах выявлялись в разных пропорциях. В группе «Контроль» макрофаги составляли 60 ± 3,4 %, лимфоциты — 30 ± 1,7 %, в группе «Холод» — 23 ± 1,6 % и 65 ± 3,2 % соответственно, в группе «Цеолит» — 66 ± 2,5 % и 21 ± 1,7 % соответственно, в группе «Цеолит + холод»