CC BY
18
Естественные науки
Колсанова Р.Р., Тимошенко А.Х., ГайнутдиновМ.Х., Калинникова Т.Б. Действие левами-зола и пирантела на поведение почвенных нематод Caenorhabditis elegans и Caenorhabditis briggsae // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. - 2011. - Т. 153, кн. 2. - С. 180-189.
УДК 615.284
ДЕЙСТВИЕ ЛЕВАМИЗОЛА И ПИРАНТЕЛА НА ПОВЕДЕНИЕ ПОЧВЕННЫХ НЕМАТОД Caenorhabditis elegans И Caenorhabditis briggsae
Р.Р. Колсанова, А.Х. Тимошенко, М.Х. Гайнутдинов, Т.Б. Калинникова
Аннотация
Низкие (8-30 мкМ) концентрации агонистов н-холинорецепторов левамизола и пирантела вызывают обратимые нарушения функций нервной системы C. elegans, проявляющиеся в нарушениях моторной программы плавания. Чувствительность поведения к действию левамизола выше у C. elegans, чем у C. briggsae, но у C. briggsae выше, чем у C. elegans чувствительность к пирантелу. Отсутствие корреляции изменений чувствительности к левамизолу и пирантелу в эволюции Caenorhabditis объясняется различиями в действии этих нематоцидов, выявляющимися как на организменном, так и молекулярном уровнях.
Ключевые слова: Caenorhabditis elegans, Caenorhabditis briggsae, левамизол, пи-рантел, н-холинорецепторы.
Summary
R.R. Kolsanova, A.Kh. Timoshenko, M.Kh. Gainutdinov, T.B. Kalinnikova. Levamisole and Pyrantel Action on the Behavior of Soil Nematodes Caenorhabditis elegans and Caenorhabditis briggsae.
Low (8-30 ^M) concentrations of n-cholinoreceptor agonists of levamisole and pyrantel cause reversible disturbances of C. elegans nervous system functions revealed in damage of the motor program for swimming. C. elegans sensitivity to levamisole is higher than that of C. briggsae, while C. briggsae is more sensitive to pyrantel. The lack of correlation between the sensitivity to levamisole and pyrantel in Caenorhabditis evolution is explained by different action of these nematocides at both organismic and molecular levels.
Key words: Caenorhabditis elegans, Caenorhabditis briggsae, levamisole, pyrantel, n-cholinoreceptors.
Литература
1. Bethony J., Brooker S., Albonico M., Geiger S.M., Loukas A., Diemert D., Hotez P.J.
Soil-transmitted helminth infections: ascariasis, trichuriasis, and hookworm // Lancet. -
2006 - V. 367, No 9521. - P. 1521-1532.
2. Kaplan R.M. Drug resistance in nematodes of veterinary importance: a status report // Trends Parasitol. - 2004 - V. 20, No 10. - P. 477-481.
3. Stewart T.B., Hale O.M. Losses to internal parasites in swine production // J. Anim. Sci. -1988 - V. 66, No 6. - P. 1548-1554.
4. Nejsum P., Parker E.D. Jr., Frydenberg J., Roepstorff A., Boes J., Haque R., Astrup I., Prag J., Skov S0rensen U.B. Ascariasis is a zoonosis in denmark // J. Clin. Microbiol. -2005. - V. 43, No 3. - P. 1142-1148.
5. Boes J., Helwigh A.B. Animal models of intestinal nematode infections of humans // Parasitology. - V. 121, Suppl. - P. S97-S111.
6. Chitwood D.J. Research on plant-parasitic nematode biology conducted by the United States Department of Agriculture-Agricultural Research Service // Pest Manag. Sci. -2003. - V. 59, No 6-7. - P. 748-753.
7. Williamson S.M., Robertson A.P., Brown L., Williams T., Woods D.J., Martin R.J., Sat-elle D.B., Wolstenholme A.J. The nicotinic acetylcholine receptors of the parasitic nematode Ascaris suum: formation of two distinct drug targets by varying the relative expression levels of two subunits // PLoS Pathog. - 2009. - V. 5, No 7. - P. e1000517-1-e1000517-11.
8. Martin R.J., Valkanov M.A., Dale V.M.E., Robertson A.P., Murray I. Electrophysiology of Ascaris muscle and anti-nematodal drug action // Parasitology. - 1996. - V. 113, Suppl. - P. S137-S156.
9. Dent J.A. What can Caenorhabditis elegans tell us about nematocides and parasites? // Biotechnol. Bioprocess Eng. - 2001. - V. 6, No 4. - P. 252-263.
10. Hu Y., Xiao S.-H., Aroian R.V. The new anthelmintic tribendimidine is an L-type (leva-misole and pyrantel) nicotinic acetylcholine receptor agonist // PLoS Negl. Trop. Dis. -
2009. - V. 3, No 8. - P. e499-1-e499-9.
11. Sleigh J.N. Functional analysis of nematode nicotinic receptors // Biosci. Horizons. -
2010. - V. 3, No 1. - P. 29-39.
12. Tomizawa M., Casida J. Selective toxicity of neonicotinoids attributable to specificity of insect mammalian nicotinic receptors // Annu. Rev. Entomol. - 2003. - V. 48. - P. 339-364.
13. Brenner S. The genetics of Caenorhabditis elegans // Genetics. - 1974. - V. 77, No 1. -P. 71-94.
14. Плохинский Н.А. Алгоритмы биометрии. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1980. - 150 с.
15. GottschalkA., Almedom R.B., Schedletzky T., Anderson S.D., Yates III J.R., Schafer W.R. Identification and characterization of novel nicotinic receptor-associated proteins in Caenorhabditis elegans // The EMBO J. - 2005. - V. 24, No 14. - P. 2566-2578.
16. Fleming J.T., Squire M.D., Barnes T.M., Tornoe C., Matsuda K., Ahnn J., Fire A., Sul-ston J.E., Barnard E.A., Sattelle D.B., Lewis J.A. Caenorhabditis elegans levamisole resistance genes lev-1, unc-29, and unc-38 encode functional nicotinic acetylcholine receptor subunits // J. Neurosci. - 1997. - V. 17, No 15. - P. 5843-5857.
17. Калинникова Т.Б., Тимошенко А.Х., Гайнутдинов Т.М., Гиндина В.В., Гайнутди-нов М.Х. Адаптация нематоды Caenorhabditis elegans к высокой температуре среды // Журн. эвол. биох. и физиол. - 2006. - Т.42, № 5. - С. 457-462.
18. Гайнутдинов М.Х., Тимошенко А.Х., Петров А.М., Гайнутдинов Т.М., Калинникова Т. Б. Сенсибилизация этанолом нервной системы нематоды Caenorhabditis elegans к тепловому стрессу // Бюл. экспер. биол. мед. - 2010. - Т. 150, № 7. - С. 62-65.
19. Машковский М.Д. Лекарственные средства: в 2 т. - Харьков: Торсинг, 1998.
20. Lindstrom J.M. Nicotinic acetylcholine receptors of muscles and nerves: comparison of their structures, functional roles and vulnerability to pathology // Ann. N. Y. Acad. Sci. -2003. - V. 998. - P. 41-52.
21. Kim J., Poole D.S., Waggoner L.E., Kempf A., Ramirez D.S., Treschow P.A., Schafer W.R. Genes affecting the activity of nicotinic receptors involved in Caenorhabditis elegans egg-laying behavior // Genetics. - 2001. - V. 157, No 4. - P. 1599-1610.
22. Harrow I.D., Gration K.A. Mode of action of the anthelmintics morantel, pyrantel and levamisole in the muscle cell membrane of the nematode Ascaris suum // Pestic. Sci. -1985. - V. 16, No 6. - P. 662-672.
23. Bjorn H., Roepstorff A., Waller P.J., Nansen P. Resistance to levamisole and cross-resistance between pyrantel and levamisole in Oesophagostomum quadrispinulatum and Oesophagostomum dentatum of pigs // Vet. Parasitol. - 1990. - V. 37, No 1. - P. 21-30.
24. Bartos M., Rayes D., Bouzat S. Molecular determinants of pyrantel selectivity in nicotinic receptors // Mol. Pharmacol. - 2006. - V. 70, No 4. - P. 1307-1318.
25. Chrousos G.P., GoldP.W. The concepts of stress and stress system disorders. Overview of physical and behavioral homeostasis // JAMA. - 1992. - V. 267, No 9. - P. 1244-1252.
26. Hartenstein V. The neuroendocrine system of invertebrates: a developmental and evolutionary perspectives // J. Endocrinol. - 2006. - V. 190, No 3. - P. 555-570.
Поступила в редакцию 06.04.11
Колсанова Руфина Рифкатовна - младший научный сотрудник лаборатории экспериментальной экологии Института проблем экологии и недропользования АН РТ, г. Казань.
E-mail: [email protected]
Тимошенко Алия Халиловна - кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории экспериментальной экологии Института проблем экологии и недропользования АН РТ, г. Казань.
E-mail: [email protected]
Гайнутдинов Марат Хамитович - доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией экспериментальной экологии Института проблем экологии и недропользования АН РТ, г. Казань.
E-mail: mgainutdinov@gmail. com
Калинникова Татьяна Борисовна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной экологии Института проблем экологии и недропользования АН РТ, г. Казань.
E-mail: [email protected]
