CC BY
40
К вопросу о значении нанобактерий в медицине и биологии
А.Г. Кутихин1 ([email protected]), Е.Б. Брусина1 2 ([email protected]), А.Е. Южалин2 ([email protected])
1 ГБОУ ВПО «Кемеровская государственная медицинская академия» Минздрава России
2 ФГБУ«НИИ комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний» Сибирского отделения РАМН, г. Кемерово
Резюме
Кальцифицирующиеся наночастицы (нанобактерии; частицы, подобные нанобактериям; нанобы) были открыты более 25 лет назад, тем не менее природа их остается неизвестной. До настоящего времени никому так и не удалось достоверно выяснить, являются ли они мельчайшей самореплицирующейся формой жизни на Земле или представляют собой лишь минерально-белковые комплексы, не имеющие отношения к живым существам. Сторонники обеих точек зрения располагают рядом аргументов в пользу своих гипотез. Тем не менее в результате эпистемологического анализа, проведенного в этой статье, все аргументы, приводимые в пользу гипотезы о нанобактериях как о минерально-белковых комплексах, могут быть отвергнуты на основании проведенных исследований. Таким образом, опубликованные данные позволяют предположить биологическую природу кальцифицирующихся наночастиц. Единственным препятствием для признания кальцифицирующихся наночастиц живыми организмами на данный момент является отсутствие достоверно правильно секвенированного генома. Более того, очевидно, что кальцифицирующиеся наночастицы играют важную роль в этиопатогенезе многих заболеваний, и эта связь не зависит от их природы. Следовательно, появление кальцифицирующихся наночастиц в организме является патологическим, а не физиологическим процессом. В статье также приводятся классификация кальцифицирующихся наночастиц и перечень новых направлений в исследовании их роли в биологии и медицине.
Ключевые слова: кальцифицирующиеся наночастицы; нанобактерии; частицы, подобные нанобактериям; заболевания; инфекционные агенты; гидроксиапатит
On the Significance of Nanobacteria in Medicine and Biology
A.G. Kutikhin1 ([email protected]), E.B. Brusina12 ([email protected]), A.E. Yuzhalin2 ([email protected]) 1State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Training «Kemerovo State Medical Academy» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation
2«Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases» under the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, Kemerovo Abstract
Nanobacteria were discovered more than 25 years ago; nevertheless, their nature is still poorly known. To date nobody was able to credibly define them either as smallest self-replicating life form on Earth, or as mineralo-protein complexes without any relation to living creatures. Proponents of both hypotheses possess numerous arguments to support their theories. The only obstacle to establish nanobacteria as living organisms is an absence of sequenced genome. Moreover, it is clear that nanobacteria, regardless of their nature, play an important role in etiopathogenesis of various diseases. Therefore, emergence of nanobacteria in the organism is a pathological, not a physiological, process. The classification of nanobacteria and new directions of the further investigations devoted to the their role in medicine and biology are proposed.
Key words: calcifying nanoparticles, nanobacteria, mineralo-protein complexes, diseases, a pathological process
Введение
Кальцифицирующиеся наночастицы (нанобактерии; частицы, подобные нанобактериям; нанобы) были открыты в качестве контаминанта клеточных культур Э. Олави Кайандером (Е. 0^ Kajander) и Н. Чифтчиоглу (^ □йс^ы) более 25 лет назад, однако дискуссии об их природе активно ведутся и в настоящее время. Несмотря на значительное количество проведенных исследований и ряд описанных свойств наночастиц (табл. 1), ни одной научной груп-
пе так и не удалось достоверно определить, являются ли они мельчайшей самореплицирующейся формой живого на Земле, или это минерально-белковый комплекс, не имеющий никакого отношения к бактериям. Сторонники обеих теорий обладают зачастую взаимоисключающими доказательствами в пользу достоверности своей гипотезы (табл. 2). В настоящее время преимущество получила теория, представляющая кальцифицирующиеся наночастицы (КН) как минерально-белковый комплекс [1 - 11].
Таблица 1.
Свойства кальцифицирующихся наночастиц
Свойства кальцифицирующихся наночастиц
Морфологические 80 - 500 нм в диаметре (способны проходить через фильтры с порами 100 нм в диаметре)
Кокковидной, коккобациллярной или бациллярной формы, часто напоминают минерализованные «иглу»
Имеют стенку из гидроксиапатита, клеточно-мембранозную структуру и центральную полость
Способны к формированию микроскопических колоний (>1 мм в диаметре) в условиях низкого содержания питательных веществ в окружающей среде
Способны к бинарному делению, фрагментации и почкованию
Способны к формированию термоустойчивых биопленок
Тинкториальные Грамотрицательные, окрашиваются ДНК-специфичными красителями (Hoe^st 33258 в концентрации 5 мкгг/мл в течение 50 минут, пропидия иодид, PicoGreen - специфичны после фильтрации через поры диаметром 0,1 - 0,22 мкм, оптимально применение после деминерализации), выявляются окраской по фон Коссу для выявление соединений кальция, окраска 2% уранилацетатом (возможно добавление цитрата свинца) выявляет специфичную слизь на гидроксиапатитной стенке, в минерализованном состоянии окрашиваются ализариновым красным S, окрашиваются фосфорно-вольфрамовой кислотой
Резистентность и чувствительность Выдерживают нагревание до 90 0С в течение 1 часа
Выдерживают гамма-излучение до 30 кГрей
Выдерживают содержание в 5%-ном растворе NaCl
В минерализованном состоянии устойчивы к действию лизоцима, протеиназы K, некоторых других протеиназ, липаз, амилаз, щелочей, к действию ультразвука, рентгеновскому излучению, детергентам и растворителям
Температура ниже 37 0С угнетает репликацию и препятствует формированию биопленок
Устойчивы к широкому спектру антимикробных препаратов: аминогликозидам (в фармакологически применимых концентрациях), хлорамфениколу, линкозамидам, цефалоспоринам, макролидам, фторхинолонам, гликопептидам (в фармакологически применимых концентрациях), полимиксинам, противотуберкулезным химиопрепаратам, аминоциклитолу, спектиномицину
Чувствительны к тетрациклину, ампициллину, триметоприму, триметоприму-сульфаметоксазолу, нитрофурантоину, 5-флуороурацилу, цитозинарабинозиду, антимицину А, азиду натрия, цианистому калию, бисфосфонатам (этидронату, клодронату), 6-аминокапроновой кислоте; рост in vitro ингибируется ЭДТА, этиленгликольтетрауксусной кислотой и цитратом
Культуральные Время удвоения общей численности культуры в сыворотке - 3 суток, в бессывороточных средах -6 суток
Пассажирование может осуществляться в среде DMEM (Dulbecco's modied Eagle's medium) или RPMI-1640 независимо от присутствия сыворотки
Оптимальная атмосфера для роста - 5% CO2 и 95% воздуха
Восприимчивы к p-меркаптоэтанолу, стимулирующему рост анаэробов, однако не культивируются в абсолютно анаэробных условиях
Кальцифицируются при снижении содержания сыворотки в среде для культивирования до < 5%
Цитотоксичны для фибробластов и лимфоцитов
Биохимические Метаболизм в 10 000 раз медленнее метаболизма E.coli
Инкорпорируют уридин (в предполагаемую нуклеиновую кислоту), метионин и аспарагиновую кислоту (в предполагаемую систему биосинтеза белка)
Кальцифицируются при физиологических значениях pH (7,4)
Уреазаотрицательные
Cвойства кальцифицирующихся наночастиц
Бактериоскопические (ДНК-специфичные красители Hoe^st 33258, пропидия иодид, PicoGreen, оптимально применение после деминерализации) с использованием сканирующей и трансмиссионной электронной микроскопии, окраска по фон Коссу для выявления соединений кальция, окраска 2%-ным уранилацетатом (возможно добавление цитрата свинца) на специфичную слизь на гидроксиапатитной стенке, окраска ализариновым красным S в минерализованном состоянии, окраска фосфорно-вольфрамовой кислотой, после длительного культивирования возможно применение световой микроскопии с окраской по фон Коссу
Методы детекции Бактериологические (культивирование на среде DMEM или RPMI-640 без сыворотки при 37°С после фильтрации через фильтры диаметром 0,1 - 0,22 мкм в течение 4 - 6 недель), показатели репликации оцениваются спектрофотометрически при длине волны, равной 650 нм
Серологические (моноклональные антитела 8/0 (к порину), 5/2 (к пептидогликану) и 8D10 (к порину) компании Nanobac Oy, Куопио, Финляндия) - иммуноферментный анализ (ИФА), иммуногистохимические методы, реакция иммунофлюоресценции (РИФ), иммуноблоттинг, реакция иммунодиффузии по Оухтерлони
Геномные - полимеразная цепная реакция (ПЦР), однако существуют серьезные сомнения в том, что имеющиеся праймеры получены на основе нуклеиновой кислоты кальцифицирующихся наночастиц, а не контаминирующих бактерий
Протеомные - электрофорез в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия с дальнейшей идентификацией белковых полос методом масс-спектрометрии
Методы лечения ассоциированных заболеваний comET-терапия (тетрациклин HCl, ЭДТА и смесь нутриентов)
Кальцифицирующиеся наночастицы - физико-
химический феномен или бактерии?
При более тщательном анализе имеющихся аргументов можно констатировать следующее:
• В соответствии с работой Maniloff и соавт. [12], минимально возможный предел размера самореплицирующихся форм жизни составляет около 140 нм, однако результаты исследования, проведенного Glass и соавт. [13], показывают, что Mycoplasma laboratorium может достигать и меньших размеров, обладая при этом 387 генами, кодирующими белки, и 43 генами, кодирующими РНК, чего оказалось достаточно для самостоятельного существования. Кроме того, в соответствии с расчетами F. Volke (1997), при снижении содержания воды в клетке с 70% (как у микоплазм) до 20% размер бактериальной клетки может сокращаться до 75 нм при сохранении ее жизнеспособности. Таким образом, чрезвычайно малый размер КН сам по себе не может исключать их принадлежности к формам живого. Нельзя исключать и уникальность репликационного и метаболического аппарата КН, который, возможно, требует меньших размеров для нормального функционирования и/ или характеризуется большей компактностью в сравнении с таковым у других организмов.
• Несмотря на то что геном КН так и не был достоверно расшифрован (хотя в некоторых работах секвенирование все же было проведено, с высокой степенью вероятности можно предположить контаминацию проанализированных образцов другими бактериями, к примеру Phyllobacterium myrsinacearum [1]), целый ряд исследований показал положительное окраши-
вание кальцифицирующихся наночастиц ДНК-специфичными красителями [14 - 22]. Кроме того, Hudelist и соавт. [17] и Kumar и соавт. [20] удалось выделить из КН как ДНК, так и РНК, что указывает на присутствие в КН нуклеиновых кислот. Гипотеза о том, что нуклеиновые кислоты всего лишь связываются с высокозаряженными молекулами минерально-белковых комплексов извне и не синтезируются в КН [11], опровергается тем, что в работах N. Ciftdoqlu и соавт. [15], M. Khullar и соавт. [18], V.M. Miller и соавт. [19] и V. Kumar и соавт. [20] наблюдалось окрашивание ДНК-специфичными красителями уже деминерализованных КН, что было бы невозможно при простом связывании нуклеиновых кислот извне минерально-белковой оболочкой. Помимо этого, E.O. Kajander и соавт. [14] и V.M. Miller и соавт. [19] показали инкорпорацию 5-3Н-меченого уридина КН при их культивировании, что свидетельствует о наличии у них метаболизма и синтезе собственных нуклеиновых кислот. Косвенным подтверждением этого является и то, что E.O. Kajander и соавт. [14] выявили инкорпорацию ^-меченого метионина КН при их культивировании, а L.G. Puskas и соавт. [23] - 3Н-меченой L-аспарагиновой кислоты, что доказывает присутствие в КН также собственной системы биосинтеза белка, который невозможен без нуклеиновых кислот. Еще одним аргументом в пользу справедливости подобного утверждения является обнаружение среди белков, характерных для КН, факторов элонгации трансляции (EF-Tu [20, 24] и EF-G [24]), поли-рибонуклеотиднуклеотидилтрансферазы [20] и шаперонов GroEL [20] и С1рВ [24], сходных с
Таблица 2.
Аргументы «за» и «против» гипотезы о кальцифицирующихся наночастицах как нанобактериях - уникальной форме жизни на Земле
Аргументы в пользу того, что кальцифицирующиеся наночастицы- это живые организмы (нанобактерии) Аргументы в пользу того, что кальцифицирующиеся наночастицы - это физико-химический феномен (минерально-белковые комплексы)
Морфологическая схожесть с различными бактериями, культивирование на различных средах, бинарное деление [14] Экстремально малые размеры (зачастую меньше 140 нм -предположительно минимально допустимого предела размеров живых организмов)
Окрашивание ДНК-специфичными красителями (Hoehst 33258, пропидия иодид, PicoGreen) [14-22] Отсутствие достоверно верно секвенированного генома
Наличие ДНК и РНК в соотношении, характерном для E.coli [17, 20]
Идентификация ДНК и РНК методом электронной микроскопии [47]
Инкорпорация ^S-метионина [14], 3Н^-аспарагиновой кислоты [23] и 5-3Н-уридина при культивировании [14, 19] Ассоциация гидроксиапатита кальцифицирующихся наночастиц с альбумином [5, 7 - 9], фетуином-А [4, 8, 9], аполипопротеинами [8, 9], белками свертывающей и антисвертывающей системы [8, 9], иммуноглобулинами [8, 9], макроглобулинами [8, 9], белками системы комплемента [8, 9], предшественниками интерлейкинов [9], кининогеном [8, 9], фибронектином [8, 9], витронектином [8, 9], витамин 6-связывающим белком [8, 9], предшественником антитрипсина [8, 9], серотрансферрина [9], синтрофином [8, 9], гликопротеином Тамма-Хорсфалла [9], гликогенином [9], сывороточным компонентом амилоида [9], амилазой слюны [9], белками цитоскелета [8], аденозилгомоцистеиназой [8], субъединицами гемоглобина [8] и другими белками
Наличие эндотоксина и перекрестная реактивность с липополисахаридом Chlamydia spp. и антигенами Bartonella spp. [16] Перекрестная реактивность моноклональных антител к предполагаемым специфичным белкам кальцифирующихся наночастиц с белками сыворотки -альбумином [5, 7 - 9] и фетуином-А [4, 8, 9]
Восприимчивость к ряду антимикробных препаратов, обладающих антиметаболитным и не обладающих хелатирующим действием (нитрофурантоин, триметоприм, триметоприм-сульфаметоксазол), к 5-флуороурацилу, цитозинарабинозиду и 6-аминокапроновой кислоте [28], антимицину А, азиду натрия, цианистому калию [20] Морфологическая схожесть кальцифирующихся наночастиц с различными минеральными и минерало-белковыми комплексами, в состав которых могут входить неорганические соединения кальция, фосфора, апатита, а также белки и фосфолипиды [1, 5, 7 - 9]
Повышение репликационной активности и снижение формирования биопленок при фотобиостимуляции [27] Устойчивость к действию ДНКазы и РНКазы [4]
Наличие белков после деминерализации, в том числе бактериальных [14, 18, 19] (EF-Tu [20, 24], EF-G [24], GroEL [20], дигидролипоамидацетилтрансфераза пируватдегидрогеназы [20], полирибонуклеотиднуклеотидилтрансфераза [20], фруктозосвязывающая альдолаза [24], шаперон C1pB [24]) Критическое влияние содержания инертного газа, С02 и NaHCO3 на концентрацию кальцифирующихся наночастиц [5]
Стимулирование репликации ß-меркаптоэтанолом и отсутствие репликации при полном отсутствии кислорода [20] Формирование кальцифицирующихся наночастиц в физиологических условиях сыворотки при некоторых физиологических изменениях гомеостаза, что не свойственно живым организмам [4 - 9]
Наличие патогенного действия у деминерализованных кальцифицированных наночастиц [29] и различная способность вызывать патологический процесс у кальцифицированных наночастиц и кристаллов гидроксиапатита [21]
таковыми у прокариот. Таким образом, существующие данные позволяют с большой долей вероятности предположить, что КН обладают как собственными нуклеиновыми кислотами (а следовательно, и своей системой репликации), так и собственной системой биосинтеза белка.
Хотя при протеомическом анализе в некоторых работах [4, 7 - 9] в составе КН был выявлен ряд белков сыворотки и не обнаружены специфические бактериальные белки, что позволило сделать вывод о минерально-белковой природе этих комплексов, данные, полу-
ченные E.O. Kajander и соавт. [14], M. Khullar и соавт. [18], V.M. Miller и соавт. [19], V. Kumar и соавт. [20] и F.A. Shiekh и соавт. [24], противоречат такому предположению, поскольку в этих исследованиях в составе кальцифицирующихся частиц бактериальные белки были идентифицированы. Предположение о случайной ассоциации этих белков с минерально-белковой оболочкой КН опровергается работами M. Khullar и соавт. [18], V.M. Miller и соавт. [19], V. Kumar и соавт. [20] и F.A. Shiekh и соавт. [24], так как в них исследовался белковый состав уже деминерализованных КН. Важно, что все белки, обнаруженные в исследованиях V. Kumar и соавт. [20] и F.A. Shiekh и соавт. [24], являются бактериальными и относятся только к системам репликации (полирибонуклеотиднуклеоти-дилтрансфераза [20]), биосинтеза белка (EF-Tu [20, 24], EF-G [24], шаперонов GroEL [20] и С1рВ [24]) или метаболизма (дигидролипоами-дацетилтрансфераза пируватдегидрогеназы [20] и фруктозосвязывающая альдолаза [24]), что согласуется с гипотезой о наличии у кальцифицирующихся наночастиц ограниченного количества белков жизненно важных систем. Кроме того, инкорпорация кальцифицирую-щимися наночастицами при их культивировании ^-меченого метионина [14] и 3Н-меченой L-аспарагиновой кислоты [23], как уже было отмечено выше, свидетельствует о присутствии в КН собственной системы биосинтеза белка. Следовательно, данные протеомического анализа также подтверждают теорию о том, что КН являются наименьшими самореплицирующимися формами живого на Земле. Выявленная в ряде исследований перекрестная реактивность моноклональных антител к предполагаемым специфичным белкам КН (пори-ну и пептидогликану) и к белкам сыворотки крови (альбумину [5, 7 - 9] и фетуину-А [4, 8, 9]) может говорить об ошибочности выводов предыдущих работ, в которых использовались данные антитела. Однако это могут объяснить лишь отрицательные результаты по связи антигенов КН и титра антител к ним при различных патологиях, в то время как в абсолютном большинстве работ (табл. 3), напротив, были получены положительные результаты. Это было бы невозможно при связывании моноклональных антител к КН исключительно с альбумином и фетуином-А, поскольку эти белки в норме всегда присутствуют в плазме крови и, согласно этому, антигены кальцифицирующихся наночастиц должны были бы выявляться благодаря перекрестной реакции моноклональных антител к ним с альбумином и фетуином-А у практически всех обследуемых, чего в реальности не было (всего лишь 5% позитивных субъектов в финской популяции [25]). Таким образом, использованные моноклональные антитела обладают
достаточно высокой степенью специфичности, и следовательно, их перекрестные реакции с альбумином и фетуином-А не могут быть доказательством отсутствия у них предполагаемых бактериальных белков (порина и пептидогли-кана), как предполагалось в работах C.Y. Wu и соавт. [7], J.D. Young и соавт. [8], J.D. Young и соавт. [9], D. Raoult и соавт. [4] и J. Martel и соавт. [5].
Морфологическая схожесть КН с различными минеральными и минерально-белковыми комплексами [1, 5] также не может являться доказательством физико-химической природы КН, поскольку они равно схожи и с бактериями [14]. Кроме того, морфология сама по себе никак не объясняет природу КН и не может использоваться сторонниками обеих теорий в качестве объективного аргумента. D. Raoult и соавт. [4] предположили, что КН не содержат нуклеиновых кислот, поскольку в их исследовании они были устойчивы к действию ДНКазы и РНКазы, продолжая реплицироваться вне зависимости от присутствия этих ферментов в составе среды для культивирования. Однако это может объясняться защитным действием минеральной стенки кальцифицирующихся наночастиц, поскольку предварительной деминерализации в данной работе проведено не было. Кроме того, при деминерализации репликация КН прекращается или резко снижается, что делает крайне сложной оценку влияния ДНКазы и РНКазы на нее. Таким образом, выявленная в этой работе резистентность КН к действию нуклеаз также не может являться аргументом в пользу их физико-химической природы.
J. Martel и соавт. [5] обнаружили, что показатель репликации КН напрямую зависит от условий культивирования. В атмосфере, содержащей 100% инертного газа, показатель репликации выше, чем в содержащей 5% CO2 или 100% CO2. Он также зависит от концентрации NaHCO3: при повышении концентрации увеличивается, при снижении - уменьшается. Это позволило авторам предположить химическую модель формирования КН на основе нескольких уравнений реакций, что, на их взгляд, полностью опровергало теорию о биологической природе КН. Однако такая модель объясняет лишь формирование минеральной стенки КН и не имеет отношения к наличию или отсутствию у них нуклеиновых кислот. В то же время имеющиеся данные свидетельствуют о невозможности или практически полном прекращении репликации КН без минеральной оболочки [24], что доказывает необходимость наличия как нуклеиновых кислот и белков, так и минеральной оболочки для успешной репликации КН. Таким образом, модель, предложенная J. Martel и соавт. [5], не опровергает, а подтверждает гипотезу - при
Таблица 3.
Связь кальцифицирующихся наночастиц с различными заболеваниями
Год, автор, ссылка Заболевание Метод выявления связи между кальцифи-цирующимися наночастицами и заболеванием
Kajander et al. (1998) [14] Нефролитиаз Серологический, бактериоскопический, бактериологический
Ciftcioglu et al. (1999) [15] Нефролитиаз Серологический, бактериоскопический, бактериологический
Hjelle et al. (2000) [16] Поликистоз почек Серологический, бактериоскопический, бактериологический
Sedivy et al. (2003) [44] Формирование псаммомных телец в злокачественных опухолях яичника Серологический
Hudelist et al. (2004) [17] Формирование псаммомных телец в злокачественных опухолях яичника Серологический
Khullar et al. (2004) [18] Нефролитиаз Серологический, бактериоскопический, бактериологический
Maniscalco et al. (2004) [39] Кальцификация коронарных артерий Серологический
Miller et al. (2004) [19] Кальцификация коронарных артерий и сердечных клапанов Серологический,бактериоскопический, бактериологический
Pretorius et al. (2004) [46] ВИЧ-инфекция Серологический
Puskas et al. (2005) [23] Атеросклеротические бляшки Серологический,бактериоскопический, бактериологический
Shoskes et al. (2005) [34] Хронический простатит III типа/ синдром хронической тазовой боли Серологический
Wen et al. (2005) [45] Холецистолитиаз Серологический,бактериоскопический, бактериологический
Kumar et al. (2006) [20] Бляшки Рэндалла Серологический, бактериоскопический, бактериологический
Shiekh et al. (2006) [24] Кальцификация почечных канальцев Бактериологический (животная модель)
Wang et al. (2006) [21] Черные пигментные желчные камни Серологический, бактериоскопический, бактериологический (животная модель)
Agababov et al. (2007) [47] Патологическая кальцификация плаценты Бактериоскопический
Bratoz-Perez et al. (2008) [40] Кальцификация аортальных клапанов Бактериоскопический, бактериологический
Ciftcioglu et al. (2008) [30] Бляшки Рэндалла Серологический, бактериоскопический, бактериологический
Schwartz et al. (2008) [29] Кальцификация артерий с поврежденным эндотелием Бактериоскопический, бактериологический (животная модель)
Zhou et al. (2008) [35] Простатит III типа Серологический, бактериоскопический, бактериологический
Candemir et al. (2010) [41] Кальцификация митрального кольца Серологический
Chen et al. (2010) [31] Нефролитиаз Серологический,бактериоскопический, бактериологический
Hu et al. (2010) [42] Кальцификация сердечных клапанов при ревматической болезни сердца Серологический, бактериоскопический, бактериологический
Hu et al. (2010) [32] Нефролитиаз Бактериоскопический, бактериологический (животная модель)
Shen et al. (2010) [36] Простатит III типа Бактериоскопический, бактериологический (животная модель)
Zhang et al. (2010) [37] Интерстициальный цистит/синдром болезненного мочевого пузыря Серологический, бактериоскопический, бактериологический
Zhang et al. (2010) [38] Тестикулярный микролитиаз Серологический, бактериоскопический, бактериологический
Tulunay Kaya et al. (2011) [43] Кальцификация коронарных артерий Серологический
отсутствии или ухудшении условий для формирования минеральной оболочки, значительную долю которой составляют соединения кальция (в частности, фосфат и карбонат кальция), показатели репликации КН резко снижаются, в то время как при условиях, способствующих формированию минеральной оболочки, показатели репликации КН повышаются. Следовательно, данная химическая модель абсолютно логично соответствует теории о КН как о наименьших самореплицирующихся формах жизни. • В ряде работ [4 - 9] было показано, что КН могут формироваться в физиологических условиях сыворотки крови (в том числе и у-облученной [6]) как минерально-белковые комплексы при некоторых изменениях гомеостаза в пределах нормы и, следовательно, не могут быть живыми объектами. Однако в работе G. Mathew и соавт. [26] было продемонстрировано, что КН могут успешно реплицироваться и в отсутствие сыворотки, что свидетельствует о независимости их репликации от сывороточных белков. Важно отметить, что в этой работе неорганические кристаллы гидроксиапатита не реплицировались вне зависимости от присутствия сыворотки в среде и не было отмечено появления КН в контрольных сывороточных средах при тех же условиях культивирования [26]. Более того, в эпидемиологических исследованиях по определению связи кальцифицирующихся наноча-стиц с риском развития различных заболеваний (см. табл. 3) антигены и антитела к КН выявлялись у опытной группы статистически достоверно чаще в сравнении с контрольной (о специфичности антигенов и моноклональных антител к бактериальным белкам КН - см. выше). Помимо этого, в работах Khullar и соавт. [18], V.M. Miller и соавт. [19], V. Kumar и соавт. [20] и F.A. Shiekh и соавт. [24] в составе деминерализованных КН были обнаружены бактериальные белки, которые отсутствуют в сыворотке крови в физиологических условиях. Все эти данные явно противоречат гипотезе о КН как о физико-химических комплексах, формирующихся из убиквитарных минералов и белков сыворотки и других биологических сред в условиях гомеостаза, опровергая теорию, предложенную D. Raoult и соавт. [4], J. Martel и соавт. [5], J. Martel и соавт. [6], C.Y. Wu и соавт. [7], J.D. Young и соавт. [8, 9]. Очевидно, что появление КН в организме является процессом патологическим, а не физиологическим.
Таким образом, все приводимые сторонниками теории о КН как о минерально-белковых комплексах (теория о физико-химической модели формирования КН) аргументы могут быть опровергнуты на основании проведенных исследований. Кроме того, против этой теории также свидетельствует то, что Hjelle и соавт. [16] выявили перекрестную реактив-
ность моноклональных антител к бактериальным белкам КН (порину и пептидогликану) с липополи-сахаридом Chlamydia spp. и антигенами Bartonella spp., что доказывает наличие у КН подобного бактериального белка. Стоит отметить, что случайная ассоциация такого белка с минерально-белковыми комплексами исключается, поскольку практически невозможно, чтобы он был связан с КН случайным образом в большинстве исследуемых образцов (вероятность статистически достоверной связи будет крайне мала). К тому же репликационная активность КН повышается при фотобиостимуляции [27] и экспозиции p-меркаптоэтанолом, что свидетельствует об их биологической природе (показатели репликации минерально-белковых комплексов при подобном воздействии не повышаются). При полном отсутствии кислорода КН не реплицируются [20]. С учетом того, что p-меркаптоэтанол стимулирует рост анаэробных микроорганизмов [20], можно предположить, что КН являются факультативными анаэробами или микроаэрофилами. Восприимчивость КН к ряду химиопрепаратов, обладающих антиметабо-литным действием и угнетающих биосинтез нуклеиновых кислот и белков, а также работу дыхательных ферментов (нитрофурантоин, триметоприм, тримето-прим-сульфаметоксазол, 5-флюороурацил, цитози-нарабинозид, 6-аминокапроновая кислота, антими-цин А, азид натрия, цианистый калий), не оказывая при этом хелатирующего эффекта [28], - доказательство наличия у них собственных систем репликации, биосинтеза белка и метаболизма, что подтверждает их биологическую природу. Наконец, КН способны вызывать патологические процессы в кровеносных сосудах и без минеральной оболочки [29], что может указывать на наличие у них специфических бактериальных белковых антигенов, вызывающих иммунный ответ, причем не исключено, что эти белки обладают и токсиноподобным действием. Способность кристаллов гидроксиапатита при введении внутрь желчного пузыря кроликов вызывать образование черных желчных пигментных камней была в несколько раз ниже таковой у КН [21]; этот факт свидетельствует о наличии у них других дополнительных патогенных механизмов и идет вразрез с гипотезой об их неорганической природе, указывая на их биологическое происхождение.
Таким образом, данные опубликованных работ позволяют предположить биологическую природу КН, делая в достаточной степени справедливым первоначально предложенное Kajander и соавт. [14] название «нанобактерии». Единственное препятствие для признания КН живыми организмами - отсутствие на настоящий момент достоверно безошибочно секвенированного генома. При этом не опровергается теория о них как о физико-химических минерально-белковых комплексах и наименьших самореплицирующихся формах жизни на Земле. Ш
(Продолжение в следующем номере -5(72))
