Клеточная резистентность к интерферону Наровлянский, Александр Наумович

Введение к работе

Актуальность проблемч. Интерферош (ИФН) являются важнейший! цятохинами, посредством которых осуществляются межклеточные и. гуморальные реакции, направленные на сохранение гоыеостаза организма /Greaasr, 1977; 1379; Stewart II, 1379;1933; Borden, 1992 /, В настоящее время сложилось представление о системе ИФК как совокупности клеточных элементов, способных продуцировать разные виды УШ, ИЗкеНЯТЬ' ОБОЄ фуККЦЯОНВЛЬНОе СОСТОЯНИе ПРИ ЕОЗДЄЙСТЕИИ .

КФа и тем самым осуществлять менклеточше и гуморальные реакции, обеспечивающие сохранение гоыеостаза организма. Система ИФН таким образом является одним из основных факторов сохранения, гомеостаза организма и его клеток. Нарушение реализации действия ИжН привозит, к невозможности проявления его многочисленных эффектов (анти-Еирусного, антипро'лифератизнсго, иммуяомедулирующего, радиопро-гективного и др,) и нарушению сложившихся межклеточных взаимодействий / Habn, Levin, 1982; Coooia eS al., 1985; Chany, 199C/.. В настоящее время систему ИФК изучают главным образом в аспекте ее влияния на иммунитет, рассматривая ИФК как один из важных факторов регуляции иммунных реакций.

Дефекты системы ИФН приводят к нарушению функций иммунной :истемы и, как следствие, повышению риска развития тяжелых ивфек-даонных и онкологических заболеваний. На. клеточном уровне дефект :истеш ИФН влечет за собой снижение способности клеток щюдуци-хэвэть ИФН и отвечать на его действие специфическим образом. Да-ісу.о не все вида клеток даже в пределах одной клеточной.копулянда ібладапт одинаковой чувствительностью к.ИФК; наличие, кечувстви-

еЛЬЕЫХ КЛЄТОК ЛреПЯТСТВУ'Л ПрОЯВЛеНИИ ЗфФеКІЮЗ ШН /Joklik,1963 /.

Ъгда нарушение функции системы ИФН устойчиво достигает величины, 'ла.чливаемой современные методами, их определяют как КФН-дгфицит-ое состояние организма или. его определенных клеточных популяций, лобными моделями, для исследования ИФН-дефицитных состояний на

ЛеГОЧЮМ УрОВНе ЯВЛЯЮТСЯ КЛеТОПННе ЛИНИИ С раЗШТЧНОЙ ЧуЕСЇБИТЄЛЬ-

остью к антивирусному и антяпрелиферативном} действий УМІ /Chnny,
iswil,' 1Э68; Grofser st til., 1974; Chen et al., 1981; Broa et
1., 1983; 1335 /. Однако изучение ктеточноЗ резистентности к

11, как к одному из факторов недостаточности систем:; УЩ, равно ак *: причины различной чувствительности клеток к ИФН до сих пор э являлись предметом систематического изучзиія. Не ясно, почему»

4.

проявляя свои эффекты на одних клетках организма, ИФН не. оказызае; действие на другие; почему на разные тшш клеток ИФН действует по-разному, проявляя антивирусный, антипролиферзтивяый, или иммуномо-дулирующий эффекты. Не известно, различаются ли интерфероноше сигналы, приводящие к развитие антивирусного, актипролкферативноіч или кммудамодулЕрувдего эффектов ИФН или Кб вез эти эффекты являются разными проявлениями одного сигнала. Недостаточно изучена .. роль рецепторов клеточной поверхности и других мембранных компонентов в чувствительности и резистентности клеток к ИФН. Не, выяснено, на каких этапах проведения иктерферонового сигнала в клетке могут возникнуть дефекты, приводящие к частичной или полной невос ггриимчивости к ИФН. Противоречивы сведения относительно хромосоы-ных механизмов резастентносги клеток к ИФЯ / Khesiu, 1989 /.

Между тэм, выявление- причин различной чувствительности клето: к ИФН амэет большое значение для понимания тонких механизмов регу ляц'-'и клеточных реакций. Практически, познание механизмов устойчи вести клаток к действию разных ткгоь ИМ может привести к-создана: методов коррекции кнтерфэроновых дефицитов и б конечном. счете ока 5ЄТСЯ важным для разработки шучно-оптиыизировашкх методов ингер фероттерапкк и там. самым коррекции иммунного ответа.

Цель и задачи исследования.

.. Целью настоящей.работы было установить механизмы клеточной 'чувствительности'(резистентности) к интерферону и возможные сносо бы коррекции клеточной резистентности для повышения эффективности интерферонотерапии.

В ходе проведения исследований необходимо было решить саедую
щяв основный задачи: ...

I." Разработать, модели, клеточных систем, существенно различающихся . по чувствительности к ИФН.

2. Изучить на таких моделях особенности действия ИФН и индукторої
. ИФН,. ...

3. Еиягдаъ шікогенетичеекие особенности в линиях клеток, различа
ющихся по чувствительности к ИФН и индуцябельноста ИФН.

1. Изучить особенности клеточных j/ембран, связанные с различиями . в чувствительности /леток к ИФН.

2. Выяснить роль ;:ы.'кбк?ороБ действия ИФН (ИДШ и подобішх им фаі

ТОРОВ 3 ОІір&ДО.'Іі-;.">!!: Ч>Г<СТІК'ТЄЛЬЬОС'іі. клеток к ИФН.

6. ИсСЛС-СїОЬіТЬ БОГ'.УуС О КЬ'ЛИЧ'ЛИ сОО'і'ПО^ОНИЯ и.ЄКДУ СШСОбііОСТЬ КЛс

5.

ток продуцировать ИФЕ под действием индукторов и их чувствительностью к И5Н. , Определить способность ряда препаратов (ивдуїсторов ИФН, биологически активных ззществ и лекарственны?: препаратов), изменять. чувствительность клеток к ИФН и попытаться выделить препараты, способные повышать или поникать клеточную чувствительность к ИФН. .

Диссертационная работа является теоретически» исследованием, поставленные задачи реиаются путем изучения я анализа инт-орфе— зшкдуцярованкых клеточных реакций при различных проявлениях кле-эчной чувствительности (резистентности) К ИЙІВМ.

Научная новизна. Впервые проведено систематическое изучения . неточной резистентности к КйН, как одного из факторов недостаточном системы ИФН. Впервне разработаны сдельные клеточные система 23ЛИЧП0ГО происхождения, отличающиеся по чувствительности к акти-ірусшму и антипролиферативнону действию ИФН. Проведенг,. подробное эавкителькое цитологическое, цитохимическое к дитогенатяческое следование линий клеток, различающихся по чувствительности к ЕФІІ. іерше установлено, что. степень клеточной.чувствительности К ИФН-А, жхз пропорциональна откошэниа средних.чисел хромосом 21 и 16. іервие показано,, что нечувствительность клеток J-4I к ашивкрус-;иу и антипролкфератнвному действию ИФН~с<. сопрякена. с уменьшена частоти встречаемости хромосомы 21 и, как следствие, с стсут-гвиен вксокосЕИПіфическях клеточных рецепторов для ИФН. Впервые жлзако,. что нечувствительность клеток к йФН-<і сопряжена с повы->впкм конститутивным.уровнем активности 2-5А синтотазы а цАМФ~за-1С'.;:.-ой протеяякипазы. Впервые продемонстрироіззчо, что существует 1К называемая "мнимая". рззистэнтность клеток к ШН, обусловленная ідукцаей в клетках ИДИ. Показано, что ЇЩ язлязтея па изученным шее классом, макромолекул, участвующих в регуляции системі* fcSfl и >уїкх глеточкік реакций. Предложена гипотеза о существовании, пс->о::э ПСИ, целого класса ингибиторов действия ИФП. Показало, что «".'.обработка КФН-чувствительиїх клеток К-Н запппцает их от ц-лте--Кі.;пескогс- действия естественных киллеров. Впервые ~-:о?-^з:піо , что е;;ойрабоака иытерф-эроком резистентных клеток певыеезг пито. о ,сси-с та активность естественных, киллеров претив ;слс?о:—;,\ ^еноі- (KM), :о::~'!0 пскаг>зте, что ^ТУШ отменяет протекавшее дєіі^лтас И)Л : :; -j;sc к "Гл'-о'г-ст^говаиго^у цитолизу, ч-:о окдотелг.етнует о ?~-

6.

личил у ИДИ иммунорегуляторных свойств и позволяет рассматривать ИДИ также как один из ингибиторов регулирующего действия ИФН в от ношений цитотоксических ЕК. Впервые показано, что регулирующее действие ИДИ на КМ в реакции естественной цитотоксичности зависит от чувствительности клеток к антивирусному эффекту ИФН. ИДИ функционируют как ИФН, в определенной степени предохраняя КМ ИФН-ре-зистонтной линии от ЕХ-опосредованюго цитолиза. Впервые разработан новый интерфероно-вирусннй метод селекции гибридных клеток, и полученные гибриды предложены для изучения механизмов клеточной чувствительности к ИФН (а.с. . II384I2). Исследование полученных гибридных клеток показало, что чувствительность клеток к ИФН-Jf определяется, кроме генов хромосом 6 и 18, генами 21-й хромосомы человека* На новых моделях изучен вопрос о разобщении не только систем продукции ИФН и чувствительности клеток к ИФН, но также и систем клеточной чувствительности к антивирусному и антипролифера' тинному действию ИФН. Впервые показано, что способность ИФН препятствовать образованию симпласхов при индукции слияния с помощью . полиэтилевглякеля зависит от. чувствительности клеток к ИФН. Доказана возможность направленного изменения,клеточной чувствительное ти к ИФН с помощью биологически активных соединений различного

происхекдения— . . .

Научно-практическая значимость, Б результате проведения рабо-' ты было, сформулировано, новое. направление исследований интерферо-нов, а именно, изучение клеточной чувствительности (резистентности) к ИФЯ. Невосприимчивость клеток к ИФН,,как оказалось, многокомпонентна и тесно связана с дефектами функционирования КСГ и метаболических путей, ю которым осуществляется действие ИФН. ОТСЮД! возникает необходимость целенаправленного изменения чувствительности клеток к ИФН. Эта проблема также ставилась в этом исследовании.. Были разработаны методические подходы для скрининга веществ-корректоров системы ИФН и отобраны некоторые вещества, изменяющие чувствительность (резистентность) клеток к ИФН. Эти исследования . имеют не только теоретическое значение, но и представляются вашш-ми для практики: выявление веществ-корректоров системы. ИФН может значительно повысить эффективность интерферонотерапии.

Разработанные клеточные модели, результаты, исследований и методические подходы используются в исследовательской работе при систематическом изучении механизмов образования и действия ИФН в

7.

лабораториях КИИЭМ им.Н.Ф.Гамалеи РАМН, Института, молекулярной биологии т.?. Б.А.Энгельгарде РАЧ, ЕКИИ "Генетика", я в лаборатории Онкологической вирусологии ИШЕРМ, Вяльжуаз, Франция.

Материалы диссертационной работы используются такге яри проведении циклов семинарских занятий с врачами по готшшевию их квалификации в Отделе химиотерапии и хишгопрофилактики вирусных инфекций ШИ гриппа и вирусных инфекций РАМН. На клинической базо отдела использованы методические подходы к о пределе ют чувствительности к ИФН клеток-мишеней с целью оптимального подбора препаратов ИФН для лечения детей.

Выдвинутые наші теоретические голоаениа включена в монографию "Система интерферона з горче и патологии*' /1993/, использованы в обзорах Ф.И.Ершова (TS80) и Я.Е.ласша (1982, 1984, IS3S, 1988, 1990).

Результаты исследований а разработанные, методические подходы защищены авторскими свидетельствами и патентами:

I. Способ получения гибридных клеток А.с. ft IIS84I2.

t-

3. Ишуномодулзрующев средство - Подано в Госкошзобретбяий;
. * 4837954/Г4/ірлоритет от 29.06.90.

4, Противовирусное средство - Подано в.Госкомкзобретеязй;

И 5004008/14,. приоритет от ОІ.І0.9Г; получено положительное

решение на. выдачу патента. . . Настоящей работа выполнена в рамках Государственных программ: С.ЗІ "Изучошіе.роли системы иптерфероноз з норме и патологии к лс-лекулярно-биологических основ образования и действия Ентер$арояов" ("Иктерферош"). и 0.74.05 'Разработать новна направления исследований генетического аппарата, биоматеркалов к структур клетки, осушесткиших взяеєйицє проявления жизнедеятельности, к внедрять достижения молекулярной биологии и молекулярной генетики а народное хозяйство", и согласно планам ВИР НИИЭМ им.Н.Ф.Гамалеи РАМН и теми AIS3 "Изучезие на клеточных культурах и гибридах соматических клеток механизмов резистентности к интерферонам и путей ее преодоления", одобренной Экспертном советом по микробиологии, инфекционной иммунологии.

Большая часть работы провэдена автором самостоятолъг-> или їоемостио со с.п.с. А.М.Амчєнкобой, за что автор приносит ей иск-эдгшш благодарность. Автор глубоко признателен за консультатяи-

8.

вув помощь, окгзаннув чл.-корр.РАМН, проф. Ф.И.Ершовым к проф. Я.Е.Хесшшм - консультантами рэботы. Изучение активности ИФН-инду-цпроЕзншо: ферментов прокрилось совместно с А.В.Иткесом, К.Т.Тур-наешм и М.Ф .Соловьевой; изучение мембран клеточной поверхности выполнялось совместно с А.Я.Стронгинык, С.И.БоруховіШ, Н.В.Клицу-новой и В.Б.Гостевой; доследование ИФИ-и;дуцироЕанш»х клеточных реакций гроводклось совместно с Л.Н.Покидшевой,. Э.Г.Алимоааы и С.БЛєішєекм; получение и изучение ингибиторов действия ИФН выполнялось совместно с Б.В.Парфеиошм и Т.Л.Тихоновой.

Аггтобгц-ля диссертация проведена на.объединенной научной конференции отдала интерферонов НйИЭМ им.Н.Ф.Гамалеи РАМН 25 июня . ІЙ92 г. Основные полонення диссертационной работы доложеяь и обсуждены на международных и всесоюзных конгрессах, симпозиумах и конференціях, перечень которых приведен в конце автореферата.

ШйШЪШШ- Ко штеряалам диссертации опубликовано 50 печатных работ.

О&ем и структура диссетаацим. Диссертационная работа изложена на 261 странице «аагаво.шсгого текста п состоит из введения, обзора литературы. (їзкщмаощзго 5 глав), собственных исследовании, изложенных в. 8 главах, заключения, выводов и списка литература. Материала диссертации иллюстрированы 58 таблицам* и 41 рисунком. Библиографический указатель включает 274 источника.