Введение к работе
Актуальность исследования
Сибирская язва, являющаяся особо опасным инфекционным заболеванием людей и животных, остается важной проблемой для здравоохранения и ветеринарии (Маринин Л.И. с соавт., 1999; Онищенко Г.Г., 1999). Потенциальная возможность заражения человека Bacillus anthracis поддерживается не только периодически возникающими эпизоотиями болезни, но и существованием множественных почвенных очагов, распространенных на всех континентах и не регистрирующихся лишь на немногих островных территориях (Черкасский Б.Л., 2002).
Необходимость изучения этой особо опасной инфекции связана еще и с тем, что В. anthracis остается в списке объектов бактериологического оружия и средств биологического терроризма, что особенно наглядно проявилось событиями 2001 г. в США. В связи с этим, продолжение детального изучения иммунологии сибирской язвы и протективных свойств ее возбудителя в настоящее время весьма актуально (Езепчу к Ю.В., 1968; AulingerB.A. etal., 2005; Вгеу R.N., 2005; Hahn U.K. et al., 2006; Chitlaru T. et al., 2007).
Анализ результатов экспериментальных и практических наблюдений свидетельствует о необходимости разработки новых безопасных и эффективных вакцин против сибирской язвы на основе протективных бактериальных антигенов или их рекомбинантных аналогов (Ezzell J.W., Abshire T.G., 1988; Turnbull Р.С.В., 1999; Li Z.N. et al., 2005; Zeng M. et al., 2006).
Исследование пригодности различных субклеточных фракций В. anthracis с привлечением иммуномодуляторов и адъювантов, обеспечивающих целенаправленное действие на иммунную систему организма человека и животных, может определить принципы отбора и конструирования высоко-иммуногенных препаратов, пригодных для специфической иммунопрофилактики сибирской язвы.
Недостаточная эффективность и ограниченные возможности применения современных сибиреязвенных вакцин на основе живых клеток или их фрагментов определяет актуальность для практического здравоохранения разработки высокоэффективных, но слабо реактогенных химических вакцин (Борисов И.В., Лопаткин О.Н., 1985; Абалакин В.А. с соавт., 1989; Безносой М.В., 1997).
Цель исследования
Выявить закономерности формирования резистентности организма к В. anthracis под действием искусственного антигенного комплекса, созданного на основе протективного антигена, клеточных стенок и белка С сибиреязвенного микроба в сочетании с иммуномодуляторами.
Для реализации поставленной цели последовательно решались следующие задачи:
-
Изучить фагоцитарную активность перитонеальных макрофагов экспериментальных животных в отношении сибиреязвенного микроба и его антигенов.
-
Исследовать активность фагоцитов, определяющую бактерицидный потенциал перитонеальных макрофагов и полиморфкоядерных лейкоцитов при поглощении искусственного антигенного комплекса сибиреязвенного микроба.
-
Сопоставить бактерицидную активность в отношении В. anthracis перитонеальных макрофагов морских свинок, иммунизированных живой сибиреязвенной вакциной и экспериментальным иммунным комплексом в сочетании с иммуномодуляторами.
-
Испытать в экспериментальных условиях иммуногенные препараты на протсктивную эффективность по отношению к высоковирулентному штамму возбудителя сибирской язвы.
Научная новизна
Впервые на основе исследований искусственного антигенного препарата (ДАК-конъюгат), состоящего из изолированных клеточных стенок, протектив-ного антигена и белка С сибиреязвенного микроба показано, что примирован-ные ДАК-конъюгатом и иммуномодуляторами фагоциты экспериментальных животных продуцируют медиаторы воспаления (ФНО-а), обеспечивающие запуск каскада иммунных реакций; активируются системы, способствующие захвату (хемотаксис, адгезия, поглощение) и внутриклеточной деградации микроба путем одновременной активации кислородзависимых, нитроксидза-висимых и кислороднезависимых бактерицидных факторов.
Приоритетными являются данные о том, что в процессе иммуногенеза, вызванном искусственным антигенным комплексом, имеет место активация фагоцитарного процесса за счет повышения функциональной способности, в частности бактерицидного потенциала макрофагов и полиморфноядерных лейкоцитов.
Экспериментально доказано, что искусственный антигенный комплекс обладает иммуногенной и протективной активностью.
Показана принципиальная возможность повышения протективных свойств искусственного антигенного комплекса за счет использования иммуномодуля-торов естественного происхождения (арабиногалактан, сквален).
Теоретическое и практическое значение работы
С учетом современных представлений о факторах вирулентности сибиреязвенного микроба изучены особенности формирования резистентности макроорганизма экспериментальных животных, что уточняет и дополняет 4
знания о патогенезе, иммуногенезе этой особо опасной инфекции и позволяет целенаправленно воздействовать на отдельные этапы фагоцитарного процесса.
Разработаны методологические подходы и принципы конструирования искусственного антигенного препарата (ДАК-конъюгат) на основе изолированных клеточных стенок, протективного антигена и белка С В. anthracis СТИ-1, обладающего иммуногешюй и протективной активностью.
Показано, что арабиногалактан и сквален при одновременном введении морским свинкам с конъюгатом белковых препаратов и клеточных стенок, химически связанных дигидратом адипиновой кислоты, повышают протек-тивную активность этого иммуногенного комплекса, что проявляется увеличением числа выживших экспериментальных животных, инфицированных сибиреязвенным микробом.
Патогенетически обоснована возможность тестирования степени активности фагоцитирующих клеток в ответ на введение стимулирующего агента и функций, связанных с бактерицидной способностью для характеристики неспецифической резистентности организма.
Результаты работы послужили основой для разработки и модификации методов изучения бактерицидных механизмов фагоцитоза и иммунной перестройки организма, которые отражены в методических рекомендациях «Определение функционального состояния фагоцитов в качестве показателя неспецифической защиты организма» (2008 г.). Научные и практически значимые материалы исследований включены в лекционные курсы дополнительного послевузовского образования при Иркутском научно-исследовательском противочумном институте Сибири и Дальнего Востока.
Разработанные методы внедрены в практику научно-исследовательской работы Иркутского, Ставропольского противочумных институтов, Улан-Удэнского института общей и экспериментальной биологии СО РАН.
Положения, выносимые на защиту
-
Искусственный антигенный комплекс, созданный на основе протективного антигена, клеточных стенок и белка С сибиреязвенного микроба, обладает иммуногешюй и протективной активностью. Иммуномодуляторы естественного происхождения (сквален, арабиногалактан) повышают про-тективные свойства ДАК-конъюгата, что проявляется увеличением числа выживших экспериментальных животных (в 1,5-2,0 раза), инфицированных В. anthracis.
-
Фагоциты, стимулированные искусственным антигенным комплексом (ДАК-конъюгат) в сочетании с иммуномодуляторами продуцируют медиаторы воспаления (ФНО-а), индуцирующие запуск каскада иммунных реакций и активацию систем, способствующих захвату и внутриклеточной
деградации микроба путем стимуляции кислородзависимых, нитроксид-зависимых и кислороднезависимых бактерицидных факторов. В процессе иммуногенеза, вызванного ДАК-конъюгатом, активируются клеточные факторы иммунитета за счет повышения функциональной способности, в частности бактерицидного потенциала макрофагов и полиморфноядерных лейкоцитов.
Апробация работы
Материалы, изложенные в диссертации, представлены на:
Международной научной конференции «Развитие международного сотрудничества в области изучения инфекционных заболеваний» (Новосибирск, 2004);
Межрегиональной конференции, посвященной 100-летию академика РАМН СССР СП. Карпова (Москва, 2004);
Научно-практической конференции «Противочумная служба в России и ее роль в обеспечении эпидемического благополучия в России» (Москва, 2004);
Всероссийской научной конференции «Узловые вопросы борьбы с инфекцией» (Санкт-Петербург, 2004);
VI Межгосударственной научно-практической конференции «Санитарная охрана территорий государств-участников Содружества Независимых Государств: проблемы безопасности и противодействия биотерроризму в современных условиях» (Волгоград, 2005);
Межгосударственной научно-практической конференции государств-участников СНГ «Международные медико-санитарные правила и реализация глобальной стратегии борьбы с инфекционными болезнями в государствах-участниках СНГ» (Саратов, 2007);
Региональной научной конференции «Актуальные вопросы обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения Республики Бурятия» (Улан-Удэ, 2007);
Конференции молодых ученых и специалистов «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины - 2008» (Санкт-Петербург, 2008);
Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых «Человек: здоровье и экология» (Иркутск, 2008);
научных конференциях Иркутского противочумного института (2002-2008).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 4 - в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и науки
РФ, одна монография «Структура и иммуномодулирующее действие арабино-галактана лиственницы сибирской и его металлопроизводных».
Объем и структура работы
Диссертация состоит из введения, аналитического обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения полученных результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка использованных литературных источников. Работа изложена на 133 страницах машинописного текста, иллюстрирована 11 таблицами и 19 рисунками. Список литературных источников содержит 238 наименований, в том числе 172 - на иностранных языках.
