Исследование гемолитической активности антимикробных пептидов
Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Биотехнологии. Молекулярная биология. Генетика» среди работ учащихся 10–11 классов
Актуальность
Цель
Сравнительное исследование гемолитической активности АМП и конвенциальных антибиотиков
Задачи
Оснащение и оборудование, использованное при создании работы
Описание
В работе проведено сравнительное исследование гемолитической активности двух классических антибиотиков и ряда АМП растений и животных. Показано, что АМП животных и противогрибковый препарат амфотерицин В обладают гемолитической активностью.
Получение фракции эритроцитов
Самым токсичным является АМП из пчелиного яда мелиттин. Следующим по токсичности является амфотерицин В. Ареницин из морского червя и в меньшей степени тритрптицин из нейтрофилов свиньи также вызывают гемолиз эритроцитов. В качестве возможных лекарственных препаратов могут найти применение менее токсичные аналоги этих двух АМП животных.
Выявлено, что антибактериальный препарат полимиксин В не проявляет токсичные свойства. Показано, что растительные АМП, а именно – дефенсин чечевицы и липид-транспортирующий белок клубники, не вызывают гемолиз эритроцитов даже в концентрации 100 мкМ. Данные АМП с умеренной противогрибковой активностью могут найти применение в комбинации с другими антимикробными пептидами или конвенциальными антибиотиками.
Стадии последовательного разрушения эритроцитов в присутствии токсичных исследуемых веществ. Увеличение в 400 раз, наблюдение в капле
С помощью микроскопического анализа показано, что гемолиз эритроцитов под действием амфотерицина В и исследуемых токсичных АМП животных сопровождается нарушением проницаемости мембраны и лизисом клеток.
Результаты работы/выводы
Проведено сравнительное исследование гемолитической активности двух классических антибиотиков и ряда АМП растений и животных. Показано, что амфотерицин В и АМП животных обладают выраженной в разной степени гемолитической активностью. В то же время полимиксин В и растительные АМП нетоксичны для эритроцитов человека.
Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы
ФГБУН Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
Гемолитическая активность это что
Определение общей гемолитической способности комплемента (CH-50) – оценка функциональной активности одного из важнейших компонентов иммунной системы, основанная на определении содержания в сыворотке крови конечных продуктов его активации.
Общая гемолитическая активность комплемента, общая гемолитическая способность сыворотки, общая функциональная активность комплемента.
Total Hemolytic Complement (CH50), Complement CH50, Total Hemolytic Complement Activity.
у.е./мл (условных единиц в миллилитре).
Какой биоматериал можно использовать для исследования?
Как правильно подготовиться к исследованию?
Общая информация об исследовании
Комплемент представляет собой систему сывороточных белков, постоянно присутствующих в крови в неактивном состоянии. Белки системы комплемента обозначаются латинской буквой С и цифрой, а субъединицы белков или их активированные формы дополнительно маленькой латинской буквой (например С1q). Для активации системы комплемента требуется наличие в крови связанных с антигеном иммуноглобулинов классов G или М либо присутствие компонентов поверхностных структур клеток микроорганизмов. Взаимодействие определенных белков системы комплемента с этими веществами приводит к запуску каскада последовательных реакций между белками системы комплемента, в результате которых формируется так называемый мембраноатакующий комплекс. Он представляет собой полимерную белковую структуру из белков комплемента, которая по форме напоминает воронку или цилиндр. Мембраноатакующий комплекс встраивается в оболочку клетки-мишени и формирует в ней трансмембранные каналы, через которые внутрь клетки неконтролируемо поступает вода, вызывая её разрушение.
Система комплемента играет важную роль в уничтожении клеток патогенных микроорганизмов: бактерий, грибов, простейших, а также зараженных вирусами собственных клеток организма. Она способствует удалению образующихся в организме иммунных комплексов (связанных друг с другом антигенов и антител) и принимает участие в регуляции иммунного ответа. Благодаря наличию нескольких путей активации комплемента, эта система способна защищать организм не только от патогенов, к которым уже есть антитела, но и от тех, к которым еще не успел выработаться специфический иммунитет. Наследственные и приобретенные дефициты отдельных компонентов комплемента приводят к повышению частоты инфекционных заболеваний, прежде всего бактериальной этиологии. Повышенная склонность к развитию некоторых аутоиммунных заболеваний (системная красная волчанка и сходные синдромы, васкулиты, гломерулонефриты) при дефектах системы комплемента основана на недостаточном удалении из организма циркулирующих иммунных комплексов.
Вследствие того что итогом активации системы комплемента является образование мембраноатакующего комплекса, определение его содержания в сыворотке крови после запуска каскада системы комплемента позволяет оценить функциональную активность системы в целом. Долгое время активность комплемента определяли с помощью эритроцитов барана с фиксированными на них антителами. При добавлении исследуемой сыворотки в связи с наличием комплекса антиген-антитело запускался классический путь активации системы комплемента, который приводил к разрушению эритроцитов. Активность комплемента оценивали по количеству сыворотки, которое необходимо было добавить в смесь, чтобы вызвать разрушение 50% эритроцитов. Отсюда метод исследования получил название СН-50.
Для чего используется исследование?
Когда назначается исследование?
При диагностике врождённых иммунодефицитов в качестве скрининга на дефицит отдельных белков системы комплемента, при рецидивирующих бактериальных инфекциях;
при мониторинге некоторых аутоиммунных заболеваний, обусловленных избытком и отложением в тканях иммунных комплексов.
Что означают результаты?
Снижение СН50 наблюдается обычно при дефиците или повышенном потреблении отдельных компонентов классического пути активации комплемента.
С4 компонент комплемента
С3 компонент комплемента
Определение активности маннан-связывающего лектина
Определение уровня MASP-2
Предрасположенность к инфекционным заболеваниям. Недостаточность маннан-связывающего лектина (комплексное генетическое исследование, направленное на поиск частых мутаций гена MBL2, который кодирует маннан-связывающий лектин)
Кто назначает исследование?
Иммунолог, ревматолог, терапевт, педиатр, врач общей практики.
A Manual of Laboratory and Diagnostic Tests, 9th Edition, by Frances Fischbach, Marshall B. Dunning III. Wolters Kluwer Health, 2015. Pages 600-602.
Клиническая лабораторная диагностика: национальное руководство: в 2 т. – T. II / Под ред. В. В. Долгова, В. В. Меньшикова. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. С. 21-25.
Аллергология и иммунология: национальное руководство / под ред. Р. М. Хаитова, Н. И. Ильиной. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. С. 374-378.
Общая гемолитическая способность сыворотки (CH-50) в Мелеуз
Исследование общей гемолитической активности сыворотки (CH-50) представляет собой метод оценки активности факторов системы комплемента классического пути. Это позволяет оценить работу иммунной системы и выявить иммунодефициты и аутоиммунные болезни.
Приём и исследование биоматериала
Когда нужно сдавать анализ Общая гемолитическая способность сыворотки (CH-50)?
Подробное описание исследования
Иммунная система человека, кроме лимфоцитов, макрофагов и других клеток, содержит в себе так называемую систему комплемента. Это собирательный термин группы активных веществ, в которую входят около 20-ти белков. Большая часть из них является предшественниками различных ферментов — молекул, которые ускоряют биохимические реакции. Главную роль отводят 11 белкам, которые обозначают последовательностью С1-С9, а также B и D факторами.
Компоненты комплемента синтезируются в печени и в норме находятся в неактивном состоянии в плазме крови совместно с другими протеинами и частично в межклеточном пространстве. Они активируются под воздействием определенных внешних и внутренних факторов, приводят к гибели клеток-мишеней — это могут быть бактерии, опухолевые или другие клетки — и облегчают фагоцитоз — поглощение иммунными клетками чужеродных агентов.
При большинстве воспалительных процессов содержание компонентов комплемента в крови человека увеличивается. Это считается нормальной реакцией организма. Количество этих молекул также уменьшается при системных воспалительных и других аутоиммунных заболеваниях, к которым относятся:
Уменьшение концентрации при вышеназванных патологиях связывают с повышенным «потреблением» компонентов данной системы в аутоиммунных реакциях — процессах, направленных против структур собственного организма.
Определение активности комплемента.
Существует несколько путей активации системы комплемента. Они отличаются по механизмам развития и последовательности реакций, однако конечной целью любого из них является борьба с чужеродным агентом. К этим путям активации относятся:
Отдельные компоненты комплемента могут быть определены количественно, однако эти данные не очень информативны. Общая гемолитическая способность комплемента (CH-50) представляет собой анализ для изучения активации одного из путей комплемента — классического. Тест CH-50 чувствителен к снижению, отсутствию и/или неактивности любого компонента данного пути.
Анализ получил своё название от английского Hemolytic Complement 50%, так как изначально для исследования использовались эритроциты животного (обычно барана), половина из которых должна была разрушиться при добавлении сыворотки человека совместно с антителами к эритроцитам. В современных лабораториях используются более точные тест-системы уже с готовыми наборами активных веществ. Это позволяет оценить работу иммунной системы и выявить иммунодефициты и аутоиммунные болезни.
Общая гемолитическая способность сыворотки (CH-50) в Москве
Исследование общей гемолитической активности сыворотки (CH-50) представляет собой метод оценки активности факторов системы комплемента классического пути. Это позволяет оценить работу иммунной системы и выявить иммунодефициты и аутоиммунные болезни.
Приём и исследование биоматериала
Когда нужно сдавать анализ Общая гемолитическая способность сыворотки (CH-50)?
Подробное описание исследования
Иммунная система человека, кроме лимфоцитов, макрофагов и других клеток, содержит в себе так называемую систему комплемента. Это собирательный термин группы активных веществ, в которую входят около 20-ти белков. Большая часть из них является предшественниками различных ферментов — молекул, которые ускоряют биохимические реакции. Главную роль отводят 11 белкам, которые обозначают последовательностью С1-С9, а также B и D факторами.
Компоненты комплемента синтезируются в печени и в норме находятся в неактивном состоянии в плазме крови совместно с другими протеинами и частично в межклеточном пространстве. Они активируются под воздействием определенных внешних и внутренних факторов, приводят к гибели клеток-мишеней — это могут быть бактерии, опухолевые или другие клетки — и облегчают фагоцитоз — поглощение иммунными клетками чужеродных агентов.
При большинстве воспалительных процессов содержание компонентов комплемента в крови человека увеличивается. Это считается нормальной реакцией организма. Количество этих молекул также уменьшается при системных воспалительных и других аутоиммунных заболеваниях, к которым относятся:
Уменьшение концентрации при вышеназванных патологиях связывают с повышенным «потреблением» компонентов данной системы в аутоиммунных реакциях — процессах, направленных против структур собственного организма.
Определение активности комплемента.
Существует несколько путей активации системы комплемента. Они отличаются по механизмам развития и последовательности реакций, однако конечной целью любого из них является борьба с чужеродным агентом. К этим путям активации относятся:
Отдельные компоненты комплемента могут быть определены количественно, однако эти данные не очень информативны. Общая гемолитическая способность комплемента (CH-50) представляет собой анализ для изучения активации одного из путей комплемента — классического. Тест CH-50 чувствителен к снижению, отсутствию и/или неактивности любого компонента данного пути.
Анализ получил своё название от английского Hemolytic Complement 50%, так как изначально для исследования использовались эритроциты животного (обычно барана), половина из которых должна была разрушиться при добавлении сыворотки человека совместно с антителами к эритроцитам. В современных лабораториях используются более точные тест-системы уже с готовыми наборами активных веществ. Это позволяет оценить работу иммунной системы и выявить иммунодефициты и аутоиммунные болезни.
Общая гемолитическая способность сыворотки (CH-50) в Сергач
Исследование общей гемолитической активности сыворотки (CH-50) представляет собой метод оценки активности факторов системы комплемента классического пути. Это позволяет оценить работу иммунной системы и выявить иммунодефициты и аутоиммунные болезни.
Приём и исследование биоматериала
Когда нужно сдавать анализ Общая гемолитическая способность сыворотки (CH-50)?
Подробное описание исследования
Иммунная система человека, кроме лимфоцитов, макрофагов и других клеток, содержит в себе так называемую систему комплемента. Это собирательный термин группы активных веществ, в которую входят около 20-ти белков. Большая часть из них является предшественниками различных ферментов — молекул, которые ускоряют биохимические реакции. Главную роль отводят 11 белкам, которые обозначают последовательностью С1-С9, а также B и D факторами.
Компоненты комплемента синтезируются в печени и в норме находятся в неактивном состоянии в плазме крови совместно с другими протеинами и частично в межклеточном пространстве. Они активируются под воздействием определенных внешних и внутренних факторов, приводят к гибели клеток-мишеней — это могут быть бактерии, опухолевые или другие клетки — и облегчают фагоцитоз — поглощение иммунными клетками чужеродных агентов.
При большинстве воспалительных процессов содержание компонентов комплемента в крови человека увеличивается. Это считается нормальной реакцией организма. Количество этих молекул также уменьшается при системных воспалительных и других аутоиммунных заболеваниях, к которым относятся:
Уменьшение концентрации при вышеназванных патологиях связывают с повышенным «потреблением» компонентов данной системы в аутоиммунных реакциях — процессах, направленных против структур собственного организма.
Определение активности комплемента.
Существует несколько путей активации системы комплемента. Они отличаются по механизмам развития и последовательности реакций, однако конечной целью любого из них является борьба с чужеродным агентом. К этим путям активации относятся:
Отдельные компоненты комплемента могут быть определены количественно, однако эти данные не очень информативны. Общая гемолитическая способность комплемента (CH-50) представляет собой анализ для изучения активации одного из путей комплемента — классического. Тест CH-50 чувствителен к снижению, отсутствию и/или неактивности любого компонента данного пути.
Анализ получил своё название от английского Hemolytic Complement 50%, так как изначально для исследования использовались эритроциты животного (обычно барана), половина из которых должна была разрушиться при добавлении сыворотки человека совместно с антителами к эритроцитам. В современных лабораториях используются более точные тест-системы уже с готовыми наборами активных веществ. Это позволяет оценить работу иммунной системы и выявить иммунодефициты и аутоиммунные болезни.