Оренбургский государственный университет

Исследование окислительного метаболизма фагоцитов с использованием рекомбинантных люминесцирующих бактерий

Проект РФФИ № 15-44-02280

Руководитель проекта — д-р мед. наук, профессор Дерябин Д.Г.

Проведено исследование окислительного метаболизма фагоцитов (моноцитов и гранулоцитов), основанное на анализе реакций взаимодействующих с ними рекомбинантных люминесцирующих бактерий с индуцибельным типом свечения.

В ходе выполнения научно-исследовательских работ были получены следующие результаты:

1. Изучены особенности реагирования шести штаммов на основе клеток Escherichia coli MG1655 и Salmonella typhimurium LT2, трансформированных плазмидами pSoxS::lux, pKatG::lux или pRecA::lux, на действие различных активных форм кислорода и азота. Определены минимальные индуцирующие концентрации веществ, а также концентрации, при которых наблюдается максимальная индукция биолюминесценции. Выявлено, что наиболее широкий спектр свободных радикалов, включающих суперкосид-анион, пероксид водорода, оксид азота, пероксинитрит-анион, гипохлорит-анион, детектируется с использованием штамма Salmonella typhimurium LT2 pSoxS::lux. С другой стороны, ни один из использованных штаммов не реагировал на гидроксил-радикал и пероксил-радикал.
2. Установлен оптимальный опсонизирующий фактор, обеспечивающий достаточную активацию фагоцитов с сохранением жизнеспособности и реактивности бактериальных люминесцирующих клеток, а именно нормальный иммуноглобулин человека. Выявлено, что оптимальной средой при формировании фагоцитарной системы является среда 199, обеспечивающая более высокую чувствительность lux-биосенсоров. Обосновано используемое соотношение "бактерии:фагоциты", равное 100:1, обеспечивающее наибольшую индукцию свечения бактериальных клеток.
3. Выяснено, что биолюминесценция штаммов с плазмидой pKatG::lux коррелирует с параметрами хемилюминесценции люминола, тогда как для штаммов с плазмидой pSoxS::lux данной зависимости не установлено.
4. Изучена индукция свечения бактериальных биосенсоров при контакте с фагоцитами здоровых доноров и лиц с декомпенсированным сахарным диабетом.

Единым принципом рассматриваемого подхода стала количественная оценка индукции свечения бактериальных клеток-мишеней, отражающего активность окислительного метаболизма фагоцитов.

По результатам проекта подготовлены следующие публикации:

1. Каримов И.Ф., Каримова Д.Н. Оценка активности эффекторов естественного (врожденного) иммунитета с использованием бактериальных люминесцирующих тест-систем // Российский иммунологический журнал. 2015. Т. 9 (18), № 2 (1). С. 131–133.
2. Каримов И.Ф., Дерябин Д.Г., Каримова Д.Н., Субботина Т.Ю., Манухов И.В. Использование Escherichia coli, несущих генетические конструкции soxS::lux или katG::lux, для оценки окислительного метаболизма лейкоцитов при фагоцитозе // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. Принято в печать. 2015.
3. Каримова Д.Н., Манухов И.В., Гнучих Е.Ю., Каримов И.Ф., Дерябин Д.Г. Действие свободных радикалов кислорода и азота на lux-биосенсоры на основе Escherichia coli и Salmonella typhimurium // Прикладная биохимия и микробиология. Принято в печать. 2016.

Практически ориентированный аспект новизны полученных в ходе выполнения проекта результатов определяется разработкой оригинального способа оценки окислительного метаболизма фагоцитов, основанного на учете динамических и количественных характеристик свечения взаимодействующих с ними бактериальных lux-биосенсоров. Результаты проекта однозначно свидетельствуют о том, что интенсивность индукции свечения подобных lux-биосенсоров является пропорциональной количеству и качеству действующих на бактериальные клетки-мишени АФК и РФА, в связи с чем ее регистрация и количественный учет позволяет получить корректную информацию об интенсивности и специфичности подобного окислительного воздействия.

См. также:

В лабораториях ОГУ исследуют иммунитет (новость от 03.06.2015)