| <<< Вернуться |
|
На правах рукописи Григорьева Ольга Владимировна ВЛИЯНИЕ МИКРОГРАВИТАЦИИ НА МЕЖКЛЕТОЧНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА С КЛЕТКАМИ-МИШЕНЯМИ (К-562) IN VITRO
14.00.32 - авиационная, космическая и морская медицина
АВТОРЕФЕРАТ Москва - 2007 Работа выполнена в Государственном научном центре Российской Федерации - Институте медико-биологических проблем Российской Академии Наук.
Научный руководитель:
Официальные оппоненты: Ведущая организация: Российский государственный научно-исследовательский центр подготовки космонавтов им. Ю.А.Гагарина Защита состоится 08 ноября 2007 г. на заседании Диссертационного совета K 002.111.01 при Государственном научном центре Российской Федерации - Институте медико-биологических проблем Российской Академии Наук по адресу 123007, Москва, Хорошевское шоссе, д. 76-А. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНЦ РФ - Института медико-биологических проблем РАН. Ученый секретарь диссертационного совета, |
|
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. В результате проведенных исследований было установлено, что космические полеты оказывают существенное влияние на функциональное состояние всех систем организма человека [Григорьев А.И., 2001; Moore D., Bie P. et al., 1996]. В том числе и система иммунитета подвергается воздействию различных факторов, оказывающих влияние на резистентность организма человека к различным инфекционным агентам [Мешков Д.О., 2001; Konstantinova I.V., Fuchs B.B., 1991; Sonnenfeld G., Shearer W.T., 2002]. Исследование иммунной системы космонавтов после завершения полетов различной продолжительности выявило ряд изменений функциональных свойств и количества иммунокомпетентных клеток. Воздействие микрогравитации проявлялось качественными и количественными сдвигами в популяциях клеток белой крови, включая нейтрофилию, эозинопению и лимфоцитопению [Taylor G.R., Dardano J.R., 1983; Cogoli A., Tschopp P., 1985; Kaur I., Simons E.R. et al., 2004; Stowe R.P., Sams C.F. et al., 1999]. Наиболее существенным изменениям в условиях космического полета подвергается клеточный иммунитет человека, ответственность за который несут Т-лимфоциты. Исследования, проведенные после длительных космических полетов, позволили выявить ряд закономерностей в изменениях Т-системы иммунитета [Константинова И.В., 1988; Kimzey S.L., 1977; Konstantinova I.V., Sonnenfeld G. et al., 1991]. Воздействие факторов космического полета приводит к снижению функциональной активности (ФГА-реактивности) Т-лимфоцитов. У части космонавтов отмечали также снижение количества этих клеток в периферической крови [Константинова И.В., 1972; Leach С.L., Rambaut P.C., 1974; Kimzey S.L., 1977; Taylor C.R., 1993]. Эксперименты in vitro подтвердили, что микрогравитация может сама по себе изменять функциональный статус Т-клеток, нарушая проведение сигнала и ремоделируя цитоскелет [Lewis M.L., Reynolds J.L. et al., 1991; Cogoli A., Bechler B., 1993]. Снижение цитотоксической активности лимфоцитов-естественных киллеров было показано многими исследователями как после длительных космических полетов, так и после кратковременных экспедиций [Vorobyov Ye.I., Gazenko O.G. et al., 1983; Konstantinova I.V., Sonnenfeld G. et al., 1991; Konstantinova I.V., Rykova M.P. et al., 1993; Mehta S. K., Kaur I. et al., 2001]. Была отмечена высокая степень вариабельности данного показателя у различных космонавтов (астронавтов), однако тенденция к снижению была явно выражена после завершения космического полета. Анализ системы естественных киллеров позволил установить, что в результате воздействия факторов космического полета угнетаются такие показатели, как способность распознавать и образовывать конъюгаты с клетками-мишенями, способность к повторным взаимодействиям с чужеродными клетками, а также интегральная функциональная активность популяции естественных киллеров [Константинова И.В., 1988; Мешков Д.О., 1989; Лесняк А.Т., Рыкова М.П. и др., 1998]. Такие изменения могут явиться пусковым фактором не только для развития злокачественных новообразований, но и заболеваний инфекционной, в первую очередь, вирусной, природы у космонавтов, как во время космического полета, так и после его завершения, поскольку лимфоциты - естественные киллеры (ЕК) являются первой линией обороны против инфекционных агентов и трансформированных клеток [Herberman R.B., Ortaldo J.R., 1981]. Основу механизма взаимодействия лимфоцитов естественных киллеров с клетками-мишенями, согласно современным представлениям, составляет распознавание "потерявших себя клеток", под которыми подразумеваются клеточные мишени с нарушениями структуры или экспрессии классических и неклассических молекул главного комплекса гистосовместимости I класса (МНС-1) [Ljunggren H.G., Karre K., 1990; Trinchieri G., 1994; Yokoyama W.M., 2002]. Было установлено, что названные молекулы вступают во взаимодействие с особыми рецепторами, присутствующими на мембране ЕК и определяющими как подавление, так и активацию эффекторных функций этих клеток [Warren H.S., Campbell A.J. et al., 2001; Ying H.Y., Shen X. et al., 2000]. В результате возникает баланс активирующих и ингибирующих сигналов, следствием которого является функциональное состояние ЕК в каждый конкретный момент. Однако, несмотря на интенсивно проводимые исследования системы естественной цитотоксичности, многие механизмы их иммунорягуляторных и цитотоксических эффектов остаются во многом неясными. Исследование влияния микрогравитации на лимфоциты-естественные киллеры in vitro, позволяет приблизиться к более глубокому пониманию процессов взаимодействия этих иммунокомпетентных клеток с клетками-мишенями и выяснению механизмов изменений в системе иммунитета, регистрируемых после космического полета. Цель работы: исследование влияния микрогравитации и ее моделирования на межклеточное взаимодействие лимфоцитов человека и клеток-мишеней in vitro.
Основные задачи исследования:
Научная новизна работы. Впервые проведено изучение цитотоксической активности изолированных лимфоцитов-естественных киллеров периферической крови человека in vitro в условиях космического полета на борту Международной космической станции. Показано, что микрогравитация не подавляет межклеточные взаимодействия лимфоцитов и клеток-мишеней, в качестве которых использовалась суспензионная линия человеческих эритролейкемических лимфобластоидных клеток К-562. Полученные результаты анализа синтеза цитокинов изолированными иммунокомпетентными клетками, экспонированными в условиях микрогравитации, при совместном культивировании с клетками-мишенями показали, что условия микрогравитации оказывают разнонаправленное действие на изменение уровня цитокинов (TNF-альфа, IL-1альфа, IL-2, IL-4, IL-6) у различных доноров. Практическая и научная значимость работы. Проведенные исследования позволили разработать новый подход к исследованию роли регуляторных стимулов в функционировании иммунокомпетентных клеток in vitro в условиях микрогравитации. Результаты работы расширяют теоретические представления о влиянии условий микрогравитации на межклеточные взаимодействия лимфоцитов-естественных киллеров и клеток мишеней линии К-562. Полученные данные могут иметь и определенное практическое значение, так как позволят обосновать методологические подходы к исследованию состояния противовирусного иммунитета космонавтов непосредственно во время космического полета, что значительно расширит возможности медицинского контроля на различных этапах длительных экспедиций. Основные положения, выносимые на защиту:
Апробация работы и публикации. Основные результаты и положения работы были доложены и опубликованы в материалах III и IV Конференции молодых ученых, специалистов, аспирантов и студентов, посвященных дню космонавтики (Москва, 2004, 2005); 13-ой конференции "Космическая биология и авиакосмическая медицина" (Москва, 2006); International Society of Gravitational Physiology (ISGP) Joint Life Science Conference (Кельн, 2005). По теме диссертации опубликовано 9 научных работ. Диссертация апробирована на заседании секции Ученого совета ГНЦ РФ - ИМБП РАН "Космическая физиология и биология" (протокол №9 от 7 сентября 2007 г.) Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 140 страницах и состоит из введения, обзора литературы, описания использованных материалов и методов, главы собственных исследований с обсуждением полученных результатов и выводов. Прилагаемая библиография содержит ссылки на 138 литературных источников, в том числе 89 иностранных. Диссертация иллюстрирована 8 рисунками, 5 фотографиями и 38 таблицами. Связь работы с научными программами. Исследования выполнены в рамах Российской федеральной космической программы, при финансовой поддержке Роскосмоса, Российской академии наук и гранта НШ-2225.2003.4 Полный текст автореферата (в формате MS Word, 1,04 Mb) |
| <<< Вернуться |