Метод тестирования биологической активности различных веществ in vitro

Исследование биологических веществ

На современном этапе развития медицинских технологий актуальным и перспективным является создание и внедрение в практику методов культивирования различных клеток и тканей организма, так как это позволяет, помимо возможности исследования закономерностей ответов клетки и ее органелл на воздействие биологически активных веществ и фармакологических препаратов, рассматривать культуры клеток как клеточные тест-системы.

Культура клеток выгодно отличается от модельных экспериментов, проводимых in vivo, возможностью экономичного воссоздания физиологического уровня размножения клеток и их дифференциации, метаболического обеспечения этих процессов, рецепции клеткой различных сигнальных молекул путем 34 формирования вторичных мессенжеров и экспрессии генов, контролирующих вышеуказанные процессы и т.д.

Для изучения развития кроветворной ткани используют как культивирование уже коммитированных клеток-предшественниц, формирующих колонии пролиферирующих и созревающих эритроидных клеток, так и культивирование морфо-функциональных единиц эритропоэза эритробластических островков (ЭО), в которых происходит образование эритроидных клеток на отрезке "КОЕэ → ретикулоциты".

Работа над созданием такой системы культивирования ЭО костного мозга была начата в 1981 году Ю. Захаровым и М. Прена в лаборатории М. Бессиса (Франция), разработавшими технику культивирования эритробластических островков и их центральных макрофагов.

В настоящее время этот метод культивирования получил мировую известность - его используют в научно-исследовательских учреждениях России, Франции и Англии.

Предварительное выделение эритробластических островков из ткани костного мозга и адгезия их на поверхности культурального сосуда позволяет получить совокупность эритроидных клеток, ассоциированных с макрофагами, в монослое, лишенном стромальных элементов, что исключает возможное эритропоэзиндуцирующее или ингибирующее действие фибронектина, коллагена, фибробластов, адипоцитов и т.д.

Научным коллективом, руководимым академиком РАМН Ю.М. Захаровым, при сравнительном анализе качественного состава эритробластических островков была установлена идентичность распределения островков по классам зрелости в костном мозге здоровых людей и интактных лабораторных животных (белых беспородных крыс и крыс линии Вистар): большую часть популяции ЭО костного мозга здорового человека и указанных лабораторных животных составляют островки, имеющие зрелую эритроидную "корону", а также реконструирующие островки, обеспечивающие поддержание должного уровня эритроцитов в крови за счет развития новой волны эритропоэза в "короне" инволюцирующих островков.

Лекарственные препараты с регистрацией

Полученные данные о закономерностях эритропоэза в норме, при стимуляции и угнетении эритропоэза, при заболеваниях позволяют предложить культуру ЭО в качестве тест-системы для определения количественных характеристик биологической активности различных субстанций (гормонов, цитокинов, биологически активных веществ, известных и вновь создаваемых лекарственных средств) с регистрацией следующих параметров:

• темп дифференциации КОЕэ в проэритробласты
• амплификация и продолжительность клеточного цикла эритроидных клеток в островках
• темп созревания эритроидных клеток - от проэритробластов до ретикулоцитов
• синтез и секреция в культуральную среду клеточными компонентами островка эритропоэтина, плацентарного ростового фактора, сосудистого эндотелиального ростового фактора, гликозаминогликанов (последние поддерживают эритропоэтическое микроокружение в островке)
• активность нуклеолярной транскрипции по активности ядрышковых организаторов в эритроидных клетках и макрофагах ЭО (гистохимически)
• апоптоз клеточных элементов островков
• экспрессия иРНК эритропоэтина и иРНК рецепторов эритропоэтина в клетках ЭО
• фагоцитарная и секреторная активность центральных макрофагов эритробластических островков
• состояние межклеточных взаимодействий в островке
• адгезивные свойства островков

взаимодействие наноструктур с клеткой и её органеллами, районов их возможного избирательного накопления в клетке, кинетику выхода из клетки.

Ссылки по теме:

• Влияние ниобия на биологические свойства циркониевых сплавов, применяемых для изготовления имплантационных материалов
• Остеоартроз и биологические часы: взаимосвязь есть
• Биологические агенты для лечения ревматоидного артрита

Автор материала Елена Васильева, врач общей практики специально для Spinet.ru

Также стоит почитать: