Кокряков - Биология антибиотиков животного происхождения - 1999 (947290), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Для рассматриваемого механизма врожденного иммунитета животных характерен относительно низкий по сравнению с молекулярными факторвми приобретенного иммунитета уровень распознавания «своего» и «чужого», а также отсутствие памяти (усиления продукции антибиотических пептидов после повторной встречи с инфекционным агентом не наблюдается). Однако именно антибиотические пепгиды клеток и жидких сред в значительной степени обеспечивают выживаемость большинства видов беспозвоночных животных в среде, изобилующей микробами (Кокряков и др., 1997; Вошел, 1991, 1995; ?.еЬгег ег а1., 1991а, 1993; Но??шюш, 1995), поскольку у них отсутствуют механизмы приобретенного (специфического) иммунитета.
Необходимостью обеспечения надежной антимикробной запяты животных объясняется факт удивительного структурного разнообразия молекулярных матриц АП, сосуществующих в клетках и жидких 50 средах одного и того же организма. Так, в нейтрофилах коров представлены р-дефенсины, бактенецины (Вас5, Вас7) и индолицидин (Яе!зГед ег а)., 1993). В гемолимфе мясных мух встречаются дефенсины, цекропины и другие АП (Нойшапп, 1995). Один из ведущих идеологов рассматриваемой области исследований — проф.
Х. Боман из Стокгольмского университета (Вошап, 1996) — видит основную причину столь широкого разнообразия молекулярных матриц антимикрабных пептидов в особенностях, очень часто ускользающих из поля зрения и анализа ученых, сопряженной эволюции экосистемы животный организм — микробная флора. Другими словами, именно микроорганизмы яюгяются одним из ведущих природных биотических факторов среды, определяющих как поддержание стабильности молекулярно-генетических структур, ответственных за биосинтез анти- микробных пептидов, так и направление возможных их изменений в эволюции животного мира.
По мнению Х. Бомана, именно в реальном многообразии видов микроорганизмов, с которыми в природе взаимодействует конкретный вид животных, кроется одна из основных причин видового спектра антимикробных пептидов, которые, с одной стороны, обеспечивают стерильность внутренней среды макроорганизма, а с другой — контролируют профиль его аугофлоры. Понимание механизмов антимикробного действия АП является основанием для использования этих соединений в качестве антибиотиков нового поколения в медицине и ветеринарии. Поразительные генетическая изменчивость (генетическая пластичность) и скорость размножения микроорганизмов являются факторами, обеспечивающими быстрое формирование у них антибиотикорезистентности (устойчивости к антибиотикам микробного происхождения).
Это обстоятельства создает для человека серьезные проблемы в борьбе с потенциально патогенными возбудителями инфекционных заболеваний. Последний новый класс антибиотиков — налидиксовая кислота— был внедрен в практику более 30 лет тому назад (Напсоск, 1997а). В связи с этим поиск и создание новых антибиатических веществ пептидной природы являются насущными (актуальными) задачами современной медихо-биологической науки. Традиционно применяемьзе антибиотики микробного происхождения, решая основную задачу, связанную с инактивацией микрооринюмов, вызывают, однако, у человека и животных ряд нежелательных побочных эффектов: во-первых, многие из них индуцируют в организме состояние иммунодефицита вследствие иммуносупрессивной активности, во-вторых, вызывают в организме эцдотоксемию, в-третьих, к ним вырабатьпйется резистентность со стороны микрсюрганизмов (устойчивосп к антибиотикам) (Земсков и др., 1994).
Аитимикробные пептиды (дефенсины, протегрины, цекропины, магейнины и др.) лишены этих недостатков. Более того, многие катионные АП обладают эндотоксиннейтрализующей и иммунорегулирующей активностью (см. главу 7). К ним практически не вырабатывается резистеитность со стороны микробов (Напсос)г, 1997а, 1997Ь). Будучи факторами проницаемости, катионные АП усиливают дейст- вие традиционно используемых антибиотиков, для них пока не описаны анафилактоидаподобные реакции, поскольку они неантигенны. Все это является предпосылкой для создания антимикробных препаратов на основе природных пептидных антибиотиков, совокупность которых представляет собой неотложную систему неспецифической антимикрабной защиты (врожденного иммунитета), включающуюся в действие без существенно заметного латентного периода, с высокой эффективностью и относительной избирательностью распознавания «свое» вЂ” «чужое» С целью оценки терапевтических свойств дефенсинов в условиях организма нами впервые было изучено влияние суммарных дефенсинов кролика и человека на течение экспериментальной герпетической инфекции на мышах линии СВА (Кокряков и др., 1989б).
С этой целью мышей заражали интрацеребрально вирусом герпеса (ВПГ-1) в дозе 2 ЛД, /0.02 мл, Дефенсины испытывали по лечебно-профилактической схеме с одноразовой концентрацией белка, равной 100 мкг на животное, что оказалось оптимальным в результате предварительна проведенных экспериментов. У мышей вследствие инфицирования в мозг развивается энцефаломиелит разной степени тяжести. Причем по данным, полученным в нашей лаборатории, максимальная продукция вируса в клетках организма-хозяина имеет место на 3 — 4-е сут инфекционного процесса.
Поэтому именно в зти сроки нами внугрибрюшинно вводились дефенсины инфицированным животным. В результате проведенных опытов получены доказательства защитнага действия дефенсинов при экспериментальной герпетической инфекции у мышей, количественно более выраженного в случае использования препаратов кролика по сравнению с пегггидами нейтрофилов человека (процеит выживания животных 70 против 60). Испытание активности дефенсинов в этих условиях выявило в принципе те же тенденции, которые были установлены при оценке их прямого антивирусного действия.
Эффективнее в обоих случаях были дефенсины кролика, нежели человека, чта в некоторой степени можно связать с более оснбвным характером молекул первых, определвющим в значительной степени интенсивность вирусацидной активности препаратов. Необходимо подчеркнуть, что суммарная лечебная доза препаратов составляла в наших экспериментах 10 мг полипептидов на 1 кг веса животного, в то время как ЛД„дефенсинов кролика, но нашим данным, находится в пределах 500 — 700 мггкг, а дефенсинов человека — 700 — 800 мг/кг. Соотношение токсической и терапевтической доз дефенсинов позволяет считать нетоксичными эти препараты в используемых концентрациях.
Что касается механизмов защитного действия этих полипеппщов в условиях организма, то наряду с их прямым антивирусным действием наиболее вероятно их стимулирующее воздействие на клетки моионуклеарной фагоцитирующей системы (РгокапзЫ ес а1., 1984; бшзЬшя, 1987; Тепзго ег а1., 1989), которые являются одним из определяющих факторов резистентности к герпетической инфекции (Кешр ег а1., 1990). Проверка этих предположений является предметом наших продолжающихся работ.
52 53 Результаты данных зкспериментов позволяют рассматривать дефенсины в качестве аффективных препаратов, повышающих резистентность организма к вирусной инфекции. Принципиальная возможность их использования в качестве профилактическо-терапевтических средств при инфекционной патологии с неизбежностью ставит вопрос о необходимости изучения влияния дефенсинов на гомеостатические механизмы организма.
Некоторые результаты таких исследований представлены в разделах 7.2 — 7.4 настоящей монографии. ГЛАВА 2 БАКТЕРИЦИДНЫЙ ПРОНИЦАЕМОСТЬ УВЕЛИЧИВАЮЩИЙ БЕЛОК Поиски антимикробных факторов нейтрофилов, избирательно действующих на грамотрицательную флору, были стимулированы наблюдениями (Е1зЬасЬ, 1980), установившими различный характер ультра- структурных изменений фагоцитированных бактерий в зависимости от особенностей строения их клеточной оболочки. Так, если поглощение и инактивация грамположительных бактерий сопровождались быстрыми и обширными деструктивными изменениями микробных клеток, то начальные стадии фагоцитоза кигпечной палочки протекали без ее существенной структурно-функциональной дезорганизации.
В серии работ (%е(зз ег а1., 1975, 1978) было осуществлено выделение лизин-богатых белков из нейтрофилов человека и кролика с молекулярной массой в пределах 50 — 60 кДа, которые в условиях 1п ч(н го оказывали цитоцидное действие преимущественно на грамотрицательные видьв бактерий. Установленная способность этих белков подавлять деление и увеличивать проницаемость наружной мембраны бактерий послужила основанием для наименования их бактерицидными проницаемость увеличивающими белками (БПУб). БПУб составляют до 1 % от общего белка нейтрофилов человека и кролика и содержатся в азурофильных гранулах. Клонирование генов и воссоздание на основе генной структуры аминокислотной последовательности белков из неитрофилов человека и крупного рогатого скота (рис. 21) выявили значительную степень сходства их первичных структур (> 60 %) (Огау ег а1., 1989; 1.еоп8, Сашегага, 1990; Е1зЬасЬ, %е(зз, 1993).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
