Дослідження інформативності клітинних моделей для попередньої оцінки біологічної активності речовин

Подтверждено предположение о высокой чувствительности лейкоцитов к различным физическим и химическим факторам при изучении действия катионов тяжелых металлов (Сd²⁺, Zn²⁺, Co²⁺, Cu²⁺, Pb²⁺), как факторов загрязнения окружающей среды, на реакцию образования Т-розеток лимфоцитов. В результате чего показано, что все катионы, в диапазоне действующих концентраций, ингибируют процесс образования Т-розеток, проявляя при этом соответствующий стереотип действия на клеточные сигнальные системы (+I/-II). Достоверное торможение процесса образования Т-розеток наблюдалось при следующих минимальных концентрациях катионов: для катионов Сd²⁺ и Co²⁺ - 10^-4 ммоль/ л, для Zn²⁺ и Cu²⁺ - 10^-5 ммоль/л и для ионов Pb²⁺ в концентрации 10^-6 ммоль/л. При этом важно подчеркнуть, что ингибирование процесса розеткообразования в присутствии катионов Zn²⁺, Cu²⁺ и Pb²⁺ наблюдалось в концентрациях на 2-3 порядка ниже действующих норм ПДК_в. Высокая восприимчивость реакции образования Т-розеток лимфоцитов к тяжелым металлам позволяет предложить её для проведения контроля загрязнения окружающей среды катионами тяжелых металлов.

На основании полученных данных был разработан алгоритм эффективного поиска и предварительной оценки биологической активности новых веществ. Предполагаемый алгоритм поиска ФАВ построен следующим образом: потенциально активные в биологическом отношении химические соединения должны быть изучены на нескольких наиболее адекватных и информативных биомоделях, с целью выявления стереотипа действия на клеточные сигнальные системы, в зависимости от которого, прогнозируется целый спектр видов БА. Важно заметить, что первоначальное отнесение вещества к классу +I/-II позволяет предполагать у него спазмолитическое, противовоспалительное, противоопухолевое, антитромботическое, антиаллергическое действие. Для веществ же класса -I/+II характерны кардиотоническое, спазмогенное, иммуностимулирующее, сахароснижающее действие. После этого “тестирования”, ФАВ проходят целенаправленные биологические испытания на тот или иной вид биологической активности.

Ключевые слова: биомодели, физиологически активные вещества, искусственные нейронные сети, кластерний анализ, скрининг.

Semenyuta I.V. Research of informing of cellular models for preliminary estimation of biological activity of matters. - Manuscript.

Dissertation for the candidate of biological sciences degree in speciality 02.00.10 - bioorganic chemistry. Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry NAS of Ukraine, Kyiv, 2007.

The dedicated dissertation is to development the new method of the effective search and the preliminary estimation of the new biological potency matters using the cellular biomodels. The research and estimation of physiologically active substances effects with inverse bioregulatory stereotypes on different experimental biomodels was realized. The high sensitivity of cellular models on the basis of functional reactions of leucocytes to the different physiologically active matters was shown. The degree of informing researched biomodels is determined by using artificial neural networks methods and cluster analysis. The most informative are biomodels on a basis of the immunological reactions - the E-rosette formation of T-lymphocytes, the migration properties of leucocytes and the electrophoretic mobility of the leucocytes. The inhibiting influence of heavy metals cations (Сd²⁺, Zn²⁺, Co²⁺, Cu²⁺ and Pb²⁺), as the factors of environmental pollution, on E-rosette formation of lymphocytes, in a range of the investigated concentrations which are much lower MCL_w was shown. Based on obtained results of physiologically active matters influence on the modelling systems and bioregulatory stereotype of them the algorithm of the effective search and preliminary estimation of biological activity of new substances was developed.

Keywords: biomodels, physiologically active matters, artificial neural networks, cluster analysis, screening.

Размещено на Allbest.ru