CC BY
65
ГЕНОТОКСИЧЕСКОЕ, ЦИТОТОКСИЧЕСКОЕ И ЭМБРИОТОКСИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ АСКАРИД НА ОРГАНИЗМ ХОЗЯИНА ДО И ПОСЛЕ КОМБИНИРОВАННОГО ЛЕЧЕНИЯ
Бекиш В.Я., Зорина В.В.
УО “Витебский государственный медицинский университет”, Беларусь
Введение. Геогельминтозами каждый год болеют более 2 миллиардов людей, среди которых наиболее распространенным считается аскаридоз (WHO, 2006). Ежегодно заболеваемость им доходит до 1,2 миллиарда человек, из них около 100 тысяч умирают от этой инвазии каждый год (Bethony J., 2006). Заболеваемость аскаридозом в Республике Беларусь с 1997 по 2009 гг. находилась в пределах от 400,6 до 24,89 случаев на 100 тыс. населения. Метаболиты мигрирующих личинок аскарид обладают кластогенным воздействием на соматические клетки костного мозга мышей, индуцируя в них вторичные повреждения ДНК за счет увеличения уровней микроядросодержащих клеток сперматогенеза, эритроцитов и аберрантных клеток (Бекиш О.-Я.Л. и соавт., 2000). Паразитирование аскарид в кишечнике человека при средней степени инвазии приводит к увеличению количества аберрантных клеток, уровень которых нормализуется спустя три дня после терапии мебендазолом (Бекиш В.Я. и соавт., 2004).
Первичные повреждения ДНК соматических и генеративных клеток хозяина, изменения числа апоптотических клеток, возможные повреждения генома инвазированного личинками аскарид хозяина при беременности и его эмбрионов, а также эмбриотоксические нарушения ранее не исследовались. Не известно, формируется ли окислительный стресс при миграционном аскаридозе в соматических, генеративных и эмбриональных клетках хозяина. Первичные изменения ядерной молекулы ДНК лимфоцитов крови больных аскаридозом при комбинированной терапии ранее не изучались. Раскрытие механизмов генотоксических, цитотоксических и эмбриотоксических воздействий инвазии аскаридами на млекопитающих даст возможность выявить факторы, определяющие врожденную патологию, объяснить передачу мутаций в генеративных клетках от инвазированных родительских особей потомкам, разработать способы профилактики врожденных уродств.
Целью исследования было изучить генотоксическое, цитотоксическое и эмбриотоксическое воздействия метаболитов аскарид на соматические, генеративные и эмбриональные клетки хозяина в зависимости от стадии развития паразита, сроков беременности животных и комбинированного лечения инвазии.
Материалы и методы. Объектами исследования были аскариды, их инвазионные яйца, белковый соматический продукт из тканей Ascaris suum; мыши-самцы линии СВА, а также белые беспородные самцы и самки, крысы-
41
самцы и самки линии Wistar, золотистые хомяки-самцы; кровь доноров и больных аскаридозом; антигельминтные (мебендазол, албендазол, пиперазин, пирантел) и нестероидный противовоспалительный препарат - ибупрофен, витамины С, Е и Р-каротин, селен. Методология исследования строилась на основании использования паразитологических (копрологическое обнаружение яиц аскарид в фекалиях, получение инвазионных яиц и модель экспериментального аскаридоза), цитогенетических (щелочной гель-электрофорез изолированных клеток), морфологических (оценка предимплатационной и постимплантационной гибели эмбрионов у животных) и биохимических методов.
Результаты. Установлено, что метаболиты мигрирующих личинок аскарид обладают генотоксическим и цитотоксическим воздействиями на соматические и генеративные клетки хозяина, вызывая рост одноцепочечных разрывов, щелочно-лабильных сайтов ядерной молекулы ДНК на 1-8,1 % в костном мозге и на 5,5-14,9 % в семенниках инвазированных мышей-самцов. Цитотоксическое воздействие характеризуется повышением числа апоптотических клеток костного мозга в 2,2-5,6 раз и семенников в 1,4-2,2 раза. Генотоксическое и цитотоксическое воздействия в клетках костного мозга наблюдается в период миграции паразитов в тканях хозяина (3-й, 7-й и 14-й дни инвазии), в семенниках на 14-й и 21-й дни после заражения и возрастает в 1,3-4,6 раза при увеличении дозы введенного инвазионного материала при заражении. У больных кишечным аскаридозом увеличивается уровень поврежденной ДНК в лимфоцитах крови до 4,3 % и число апоптотических клеток в 7,2 раза.
Метаболиты мигрирующих личинок аскарид к 14-му дню беременности обладают эмбриотоксическим воздействием, обусловленным ростом предимплантационной гибели в 4,3-6 раз при оплодотворении после заражения, а также увеличением постимплантационной гибели в 2,7-4,2 раза при заражении после наступления беременности. Эмбриотоксический эффект сопровождается уменьшением средней массы эмбрионов и их краниокаудальных размеров в 1,1-1,6 раза. При заражении на 10-й день после оплодотворения миграция личинок аскарид сопровождается увеличением количества поврежденной ядерной ДНК в клетках костного мозга на 4,5 % и в клетках эмбрионов на 3,8 %, а также ростом числа апоптотических клеток в 7,2-12,3 раза. При оплодотворении на 4-ый и 10-ый дни после заражения метаболиты мигрирующих личинок аскарид вызывают рост поврежденной ДНК в 1,3-2,4 раза по сравнению с контролем. В клетках костного мозга самок и их эмбрионов синхронно наблюдается рост апоптотических клеток в 2,3-15 раз.
Белковый соматический продукт из тканей аскарид обладает генотоксическим, цитотоксическим и эмбриотоксическим эффектами в соматических и эмбриональных клетках при его введении беременным крысам на стадиях раннего, позднего органогенеза и плодного периодов. Это выражается в увеличении в клетках костного мозга и эмбрионов процента
42
поврежденной ДНК в 4-9,3 раза, числа апоптотических клеток в 5,3-6 раз, ростом постимплантационной гибели в 3,6-5,6 раз. При введении белкового соматического продукта из тканей аскарид на ранней стадии органогенеза снижается краниокаудальный размер и средняя масса эмбрионов в 1,4 раза, а при введении - на поздних стадиях органогенеза эти показатели возрастают в 1,4-2,3 раза.
Мигрирующие личинки аскарид стимулируют развитие окислительного стресса в клетках печени и семенников золотистых хомяков, который характеризуется увеличением концентраций продуктов перекисного окисления липидов - ПОЛ (МДА, ДК), снижением ОАА и активности ферментов-антиоксидантов (СОД, каталаза) с максимальной выраженностью этих изменений на 14-й день инвазии. У эмбрионов самок крыс при миграционном аскаридозе увеличиваются концентрации ДК на 70,6 %, МДА на 71,1 %, а также снижаются активности каталазы на 79,5 % и СОД на 49,2 %.
Терапия экспериментального миграционного аскаридоза албендазолом или мебендазолом в сочетании с ибупрофеном и комплексом витаминов антиоксидантного характера (С, Е и Р-каротин) с селеном служит эффективным способом защиты генома соматических, эмбриональных клеток хозяина и снижает генотоксический и цитотоксический эффекты инвазии до показателей контроля. При терапии миграционного аскаридоза албендазолом однократно в дозе 15 мг/кг массы тела к 4-му дню инвазии нормализуется средняя масса зародышей мышей, их краниокаудальный размер и постимплантационная гибель.
Применение монотерапии мебендазолом или албендазолом для лечения аскаридоза полностью не снижает генотоксический и цитотоксический эффекты в лимфоцитах крови больных. Лечение аскаридоза мебендазолом с ибупрофеном и комплексом витаминов с селеном не может полностью снизить генотоксический эффект инвазии аскаридами в лимфоцитах крови человека. Это характеризуется повышением процента ДНК в “хвостах комет” в 1,6 раза, “момента хвоста” в 1,6 раза по сравнению с контролем. Комбинированное лечение кишечного аскаридоза албендазолом с ибупрофеном и комплексом витаминов С, Е, Р-каротин с селеном снижает повреждения ДНК и число апоптотических клеток до показателей доноров крови.
Genotoxic, cytotoxic and embryotoxic effects of Ascaridia on host organism before and post combined treatment. Bekish V.Ya., Zorim V.V. Vitebsk State Medical University, Byelorussia.
Summary. Metabolites of Ascaridia cause induction of single-strand breaks, alkali-labile sites nucleus molecule DNA by 1-14,9% and increase of number of apoptotic cells by 1,4-5,6 times in bone marrow and testicals of mice. Infection caused growth the level of DNA in blood lymphocytes to 4,3% and number of apaptotic cells by 7,2 times. Embryotoxic effects of Ascaridia manifested in growth of predimplantation death by 4,3-6 times, postimplantation death by 2,7-4,3 times.
43
