CC BY
278
КОНФЕРЕНЦИИ
МАТЕРИАЛЫ VIII МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «ДОСТИЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК В РЕШЕНИИ АКТУАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ МЕДИЦИНЫ»
ЛЕКЦИИ___________________________
УДК 543.94:577.2.086/.087 © Б.Б. Дзантиев, 2011
Б.Б. Дзантиев
СОВРЕМЕННЫЕ БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА: ВОЗМОЖНОСТИ И
ПЕРСПЕКТИВЫ
Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН, г. Москва, Россия
Рассмотрены основные направления развития биохимических методов анализа для медицинской диагностики, наиболее перспективные новые методические решения. Дан сравнительный анализ преимуществ и недостатков существующих форматов биохимического анализа с использованием различных рецепторных молекул, маркеров и способов регистрации биохимических процессов.
Ключевые слова: биохимия, анализ, маркеры.
B.B. Dzantiev
MODERN BIOCHEMICAL ANALYTICAL TECHNIQUES: POSSIBILITIES AND PERSPECTIVES
The main directions of the development of biochemical analytical techniques for medical diagnosis are considered including the most promising new methodological solutions. Comparative analysis of advantages and disadvantages of the existing formats of biochemical analysis using a variety of receptor molecules, markers and approaches for registration of biochemical processes is given.
Key words: biochemistry, analysis, markers.
Биохимическими методами анализа называют методы обнаружения и определения веществ, в основе которых лежат биохимические процессы, т. е. трансформация одних соединений в другие или образование меж-молекулярных комплексов с участием специфических биологических молекул. Благодаря высокой специфичности биохимических взаимодействий и возможности регистрации образующихся комплексов с крайне низкими пределами обнаружения, биохимические методы анализа активно используются в медицинской диагностике и для решения других прикладных задач. В докладе представлен анализ современного состояния разработок и характеристика перспективных направлений исследований.
Традиционно в большинстве биохимических методов анализа используются два вида взаимодействий: ферментов с субстратами/ингибиторами и антител с соответствующими антигенами. Однако этим разнообразие возможностей не ограничивается: известны методы, в которых применяются олигонуклеотидные зонды, молекулярно импринтированные полимеры и другие рецепторы. Крайне перспективным представляются разработки по направленному получению рецепторных молекул с заданной специфичностью. Для генерации сигналов, отражающих формирование специфических комплексов, используются изотопы, флуорофоры, ферменты и некоторые другие метки. Существующее приборное обеспечение для регистрации биохимических процессов по изменению тех или иных физических параметров включает оптические, гравиметрические, амперометрические, потенциометрические и другие детекторы. Рассмотрены лимитирующие факторы, определяющие предел обнаружения и длительность для разных биохимических методов анализа, а также новые подходы, предлагаемые для расширения их возможностей.
Специальное внимание уделено иммуноаналитическим системам для быстрой детекции биологически активных соединений. Рассмотрены принципы и преимущества экспрессных систем в форматах полиэлектро-литного, электрохимического, акустометрического и мембранного анализов. Охарактеризованы маркеры для тест-систем с фото(флуори)метрической и визуальной регистрацией результатов, их сравнительные достоинства и недостатки. Проанализированы основные области применения экспрессного иммуноанализа в медицинской диагностике, специфические требования, связанные с особенностями тех или иных определяемых соединений.
В последние годы происходит радикальное изменение требований, предъявляемых к анализу биологически активных соединений. Если раньше он был прерогативой централизованных специализированных лабора-
торий, то сейчас все больше задач выносится за их пределы, непосредственно на места отбора проб. В связи с этим принципиальное значение приобретает создание и внедрение в практику высокопроизводительных и экспрессных аналитических методов. Тенденции в разработке новых биоаналитических систем и рост объемов их производства позволяют считать, что в ближайшие годы биохимические методы анализа будут востребованы для решения многих медико-диагностических задач.
Работа выполнена при поддержке государственных контрактов 02.740.11.0868 и 16.512.11.2125.
Дзантиев Борис Борисович, доктор химических наук, профессор, заместитель директора по научной работе Института биохимии им. А.Н. Баха РАН, Россия, 119071, г. Москва, Ленинский проспект, 33, Tel: 7-495-954-3142, е-mail:
dzantiev@inbi.ras.ru
УДК 577.152.161:576.08
© В. Юришик, 2011
В. Юришик
ОПОСРЕДОВАННЫЙ TNF-a СБРОС CD45 И CD30 В КЛЕТКАХ K-562 СВЯЗАН С ВЫХОДОМ ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ
Институт онкологии и радиологии Сербии, г. Белград, Республика Сербия
TNF-a может вызывать гибель клеток (апоптоз и пекроз), и эти явления зависят, главным образом, от экспрессии молекул суперсемейства TNF-рецептора. Так как определение некоторых внутриклеточных ферментов типа ЛДГ, вышедшей из опухолевых клеток в культуре, отражает ранние изменения мембраны, мы сравнили выход ЛДГ, апоптоз и некроз, с помощью проточной цитометрии, с изменениями в экспрессии молекул на клеточной поверхности мембраны при культивировании клеток K-562 в присутствии различных концентраций TNF-a после 4 и 24 часов инкубации. Значительное увеличение выхода ЛДГ было связапо с потерей (сбросом) молекул поверхности клеточной мембраны, включая CD45 и CD30, после обработки TNF-a. Однако процент снижения всех исследованных молекул пе одинаков и зависит, по-видимому, от соответствующего конститутивного уровня экспрессии и типа молекулы. Кроме того, присутствие этих молекул было подтверждено в супернатантах с помощью вестерн-блоттинг-анализов. Эти результаты указывают на сложность процессов, происходящих на клеточной мембране, включая связь между выходом ЛДГ и сбрасыванием мембранных молекул после апоптоза, индуцированного TNF-a.
Ключевые слова: Апоптоз, CD45, CD30, CD45RA, CD38, мембранная молекула, проточная цитометрия, анализ на выход LDH, некроз, TNF-a, определение белка, вестерн-блоттинг.
V. Jurisic
TNF-a MEDIATED SHEDDING OF CD45 AND CD30 IN K-562 CELLS IS ASSOCIATED WITH RELEASE OF LACTATE DEHYDROGENASE
TNF-a can induce cell death (apoptosis and necrosis) and these effects mostly depending on expression of TNF-receptor supper family molecules. As determination of certain intracellular enzyme like LDH, released from cultured tumor cells, reflects early membrane alterations, we compared LDH release, apoptosis and necrosis by Flow cytometry, with changes in cell surface membrane molecule expression during cultures of K-562 cells in the presence of different concentration of TNF-a, after 4 and 24 h incubation. The significant increase in LDH release was associated with shedding of cell surface membrane molecules including CD45 and CD30 after TNF-a treatment. However, percentage of decrease of all examined molecules is not uniform, and appears to depend on the respective constitutive level of expression and molecule type. In addition, presence of these molecules was confirmed in supernatants using Western blot analyses. These results indicated the complexity of events on cell membrane, including association between LDH releases and shedding of membrane molecules following TNF-a induced apoptosis.
Key words: Apoptosis, CD45, CD30, CD45RA, CD38, membrane molecule, Flow cytometry, LDH release assay, necrosis, TNF-a, protein determination, western blot.
Юришик Владимир, доктор медицины, доктор философии, Институт онкологии и радиологии Сербии, медицинский факультет университета в Крагуеваце. University of Kragujevac, School of Medicine. P.O. Box 124340000, Kragujevac, Serbia, E mail: vdvd@mailcity.com
