Определение содержания no в супернатантах культуры фагоцитов in vitro

Оксид азота (NO) участвует во многих физиологических и патологических процессах на уровне как клеток, так и организма в целом, выполняя защитное, регуляторное и повреждающее действия.

Регуляторное действие NO проявляется в поддержании тонуса и проницаемости сосудов, в подавлении адгезии тромбоцитов, в модуляции клеточной адгезии, нейротрансмиссии и бронходилатации, а также некоторых функций почек и иммунной системы.

Повреждающее действие оксида азота реализуется через ингибирование ферментативных функций, индукцию процессов перекисного окисления липидов и повреждения ДНК клетки, повышение чувствительности клетки к воздействию радиации, алкилирующих агентов и токсических металлов, а также через истощение антиокислительных возможностей клетки. Непрямое цитотоксическое действие N0 осуществляется за счет модуляции цитокинового равновесия и опосредованной (через ИЛ-12) активации NK-клеток и цитотоксических лимфоцитов. Сам по себе NO не является мощным

цитотоксическим агентом, но может усиливать чувствительность клеток к действию других цитотоксических агентов. Наиболее выраженной антимикробной активностью обладают соединения, образовавшиеся при взаимодействии АФК и NО в случае их совместной генерации. В результате взаимодействия NO с АФК и с некоторыми другими соединениями образуются цитотоксические агенты, в том числе пероксинитрит (ONOO), S-нитрозотиолы (RSNO), нитрогендиоксид (МЭ2), динитрогентриоксид (N₂O₃), динитроген-тетраоксид (N₂O₄) и железодинитрозильные комплексы (DNIC). Однако NО может снижать эффективность окислительного взрыва за счет формирования железонитрильных комплексов, что уменьшает способность железа катализировать прооксидантные реакции.

Эффекты NO принято разделять на основные и опосредованные. Основные включают те реакции, в которых он непосредственно взаимодействует со специфическими биологическими молекулами, например с гуанилатциклазой, цитохромом Р450 и др. Опосредованные эффекты связаны не с самим NO, а с реактивными формами азота, образующимися при взаимодействии NO с кислородом или с супероксидным анионом-радикалом.

Основные эффекты NO имеют место при низких концентрациях NO (менее 1 мкM), тогда как побочные (включая образование радикалов) становятся возможными при более высоких концентрациях NO (более 1мкМ).

Оксид азота in vivo образуется с участием NO-синтазы (NOS), которая у млекопитающих существует в трех изоформах: nNOS - нейтральная (тип 1); iNOS - индуцибельная (тип 2); ecNO-синтаза - эндотелиальная (тип 3).

В макрофагальных клетках функционирует iNOS, экспрессию которой стимулируют некоторые цитокины и микробные продукты, часто действующие в синергизме. NOS типов 1 и 3 называют также cNOS - избирательная, которая присутствует в клетках и может быть активирована притоком кальция с последующим его связыванием с кальмодулином. В присутствии iNOS оксид азота вырабатывается в больших количествах и часто дает побочные эффекты, такие, как перекисное окисление липидов и гидроксилирование, образование нитрозаминов и нитротирозина.

Активированный на цитохроме р450 кислород включается в реакцию образования NW-OH-L-аргинина и является участником одного из наиболее важных этапов в зависимой от NOS-реакции -

окислении гуанидинового азота. Затем гидроксилированная форма L-аргинина при участии супероксидных анион-радикалов и гема превращается в L-цитруллин с одновременным образованием NO.

Для оценки продукции NO перитонеальными макрофагами животных или моноцитами периферической крови человека определяют содержание нитрит-аниона (NO^2-) в супернатанте культивируемых клеток (см. Лабораторную работу 3-5) спектрофотометрическим методом с использованием реактива Грисса. Для этого 150 мкл культуральной среды переносят из лунки планшета в пробирку и добавляют последовательно 75 мкл 1,5% раствора сульфаниламида и 1N HCl и 75 мкл 0,15% раствора нафтилэтилендиамминдихлорида в дистиллированной воде (компоненты реактива Грисса). Затем доводят объем раствора до 1 мл. После инкубации в течение 10 мин анализируют оптическую плотность раствора на спектрофотометре (например, на СФ-46) при 540 нм, используя в качестве контроля полную среду культивирования с добавлением раствора Грисса. Продукцию NO выражают в микромолях при помощи калибровочного графика.

Оценка киллинга фагоцитов

Наиболее надежный метод оценки завершенности фагоцитоза - микробиологический, заключающийся в измерении числа бактерий, выживших в лейкоцитах после фагоцитоза.

Принцип метода. Для постановки метода готовят взвесь лейкоцитов и опсонизированных микроорганизмов в соответствующих соотношениях. Через определенные промежутки времени лейкоциты разрушают, делают посевы на питательный агар и через сутки подсчитывают число выросших колоний. Лейкоциты здоровых доноров убивают до 80% бактерий за 20-30 мин (Czuprynski, 1983).

Определение активности миелопероксидазы в лейкоцитах периферической крови

Миелопероксидаза - один из ключевых ферментов фагоцитов, определяющих бактерицидность этих клеток. Сущность метода заключается в добавлении к лизату клеток периферической крови субстрата фермента ортофенилендиамина и перекиси водорода. Развившаяся цветная реакция оценивается по изменению оптической плотности при 492 нм на фотометре.

Снижение уровня миелопероксидазы коррелирует с уменьшением бактерицидности нейтрофилов в отношении стафиллококков.

Особенно снижен уровень этого фермента при хроническом лимфогранулематозе.

Количественная оценка антителообразующих клеток (метод Йерне)

Метод идентификации отдельных антителообразующих (АОК), разработанный и предложенный в 1963 г. Нобелевским лауреатом Н. Йерне и А. Нордином, дает возможность анализировать популяции лимфоидных клеток с точным учетом абсолютного числа АОК. Несмотря на то что прошло более 45 лет со дня сообщения о новом методе, он до сих пор используется при иммунологических исследованиях. Появились новые, получающие все большее распространение способы оценки АОК, но метод Н. Йерне, или, как его еще называют, метод локального гемолиза, или бляшкообразования в агаре, благодаря своей информативности и доступности остается в практике экспериментальной иммунологии, в частности при изучении действия различных факторов (физических, фармацевтических, токсических и др.) на антителообразование у экспериментальных животных. Доступен метод и для иммунологического практикума.

Основной принцип метода локального гемолиза состоит в том, что определенное число клеток лимфоидных тканей (селезенка, лимфатические узлы) мышей, иммунизированных эритроцитами барана, смешивают in vitro с эритроцитами барана и расплавленным, но не влияющим на жизнеспособность клеток агаром. Смесь помещают на чашку Петри и после инкубации при 37 °С в присутствии комплемента визуально подсчитывают число зон гемолиза («бляшек») в агаровой пластинке. В центре каждой «бляшки» находится АОК, представляющая собой плазматическую или лимфобластную клетку. Зная взятое для посева на агар число лимфоидных клеток, можно высчитать количество АОК на фиксированное число кариоцитов (например, на 1 млн или 10 млн) или на целый орган (селезенка).

Прямой способ (принцип описан выше) выявляет АОК, продуцирующие IgM антитела, лизирующие эритроциты в присутствии комплемента.

С помощью непрямого способа (рис. 3.6, см. также цв. вклейку) представляется возможность выявить АОК, продуцирующие IgG антитела (АТ). Для этих целей суспензию клеток дополнительно обрабатывают кроличьей антисывороткой, содержащей АТ против IgG мышей, на пике выработки IgM-АТ. Антисыворотка, содержа-

щая IgM-АТ против IgG мышей, взаимодействует in vitro в агаре с IgG-АТ против эритроцитов барана с присоединением комплемента. Этот комплекс способен лизировать эритроциты. Таким образом, при непрямом методе выявляется сумма АОК, продуцирующих IgM и IgG антитела.

Рис. 3.6. Непрямой метод Йерне: а - схема постановки метода; б - зона гемолиза, в центре АОК

Использование эритроцитов барана, конъюгированных с растворимыми антигенами, дает возможность изучить динамику образования АОК к некорпускулярным антигенам. Метод локального гемолиза в модификации может быть применен для анализа АОК у разных видов животных, а также у человека.

Впервые метод Н. Йерне позволил выявить количественные закономерности динамики антителообразования при первичной и вторичной иммунизации животных. Перечислим указанные закономерности.

1. При первичной иммунизации мышей эритроцитами барана вначале возрастает число АОК, продуцирующих IgM-АТ (пик образования АОК в среднем у мышей - 4-5 сут), а затем, через 1-2 дня, увеличивается число АОК, продуцирующих IgG-АТ.

2. При вторичной иммунизации иммунный ответ осуществляется преимущественно за счет АОК, вырабатывающих IgG.

3. После иммунизации число АОК возрастает за несколько дней до 50-500 млн клеток. Накопление АОК в лимфоидной ткани предшествует выявлению циркулирующих в крови АТ.

4. В небольшом количестве (1 на 10 млн кариоцитов) АОК предсуществуют в лимфоидных тканях (фоновые АОК).

5. Нарастание числа АОК после иммунизации происходит постепенно, по кривой, близкой к экспоненциальной, т.е. в результате размножения изначально небольшого числа клеток-предшественников.

6. АОК после иммунизации выявляются в основном в селезенке, лимфатических узлах, в костном мозгу и отсутствуют в других тканях (печень, легкие, почки, мозг).