Біологічні науки/6. Мікробіологія

Асп. Позур В.В., асп. Рудик М.П., к.б.н. Сківка Л.М., д.б.н. Позур В.К.

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

кафедра мікробіології та загальної імунології, Україна

Порівняльна характеристика впливу різних доз пептидоглікану S. aureus на ріст експериментальних пухлин у мишей.

Пептидоглікан (ПГ) є одним із основних компонентів клітинної стінки бактерій [1,2]. Імунобіологічні характеристики пептидогліканів відрізняються в залежності від їх походження. Однак всі пептидоглікани характеризуються імуномодулюючими властивостями [3,4]. Нечисленні данні літератури свідчать, що структури клітинних стінок різних бактерій, які містять ПГ, можуть викликати регресію сингенних пухлин у тварин, виявляти протипухлинну дію і відновлювати пригнічений клітинний імунітет у онкологічних хворих [5,6]. В зв’язку з цим, метою даної роботи було дослідити вплив різних доз пептидоглікану Staphylococcus aureus на ріст карциноми легені Л′юїс та саркоми S180 у мишей.

В дослідах використовували мишей лінії С57/Black та нелінійних мишей розводки віварію біологічного факультету КНУ імені Тараса Шевченка, самиць віком 2-3 місяці, середньої ваги 24-26 г. Карциному легені Л′юїс та саркому S180 перещеплювали підшкірно в область крижового відділу по 0.2 мл суспензії пухлинної тканини в концентрації клітин 400 тис/мл. Динаміку пухлинного росту контролювали за наступними показниками: середня тривалість життя тварин (термін закінчення дослідження цього показника був лімітований тривалістю життя тварин в групі); розміри первинної пухлини на момент проведення досліджень. ПГ отримували із штаму S. aureus Wood 46 з колекції культур мікроорганізмів кафедри мікробіології та загальної імунології. ПГ вводили підшкірно в ділянку крижового відділу по 0,2 мл в дозах: 8 мкг/г, 4 мкг/г і 2 мкг/г одночасно з перещепленням експериментальної пухлини (інтактним тваринам вводили ПГ за такою ж схемою).

Карцинома легені Л′юїс являє собою активно метастазуючу в легені пухлину епітеліального походження. На початкових етапах пухлинного росту (19 доба) у всіх дослідних тварин, що отримали ПГ, розміри первинних пухлин були майже втричі меншими в порівнянні з контрольними пухлиноносіями і не відрізнялись за розміром в залежності від дози ПГ. По мірі розвитку пухлинного процесу в групах тварин, що отримали ПГ в дозах 4 та 2 мкг/г, ріст пухлин поступово прискорювався і на 25 добу розміри первинних утворень у цих мишей були майже вдвічі більшими, ніж в групі контролю пухлини. На момент закінчення експерименту (33 доба) пухлиностимулюючий ефект ПГ в цих групах був значно менш виразним: відмінності у розмірах пухлин у мишей, що отримали ПГ в дозах 4 і 2 мкг/г, були на межі достовірності в порівнянні з контрольними пухлиноносіями. Введення ПГ у найвищій дозії (8 мкг/г) гальмувало ріст карциноми Льюїс на всіх етапах її росту. Однак, по мірі росту пухлини цей ефект ставав дещо менш виразним. На момент закінчення експерименту розміри первинних пухлин у мишей в цій групі були на 50% меншими в порівнянні з контрольними пухлиноносіями. Слід зазначити, що об’єми первинних пухлин у всіх дослідних тварин відрізнялись значною індивідуальною варіабельністю. Таким чином, введення ПГ у всіх зазначених дозах гальмувало ріст карциноми легені Льюїс на початкових етапах після трансплантації, що, ймовірно, пов’язано з розвитком запального процесу, опосередкованого ПГ і локальним посиленням антигенпрезентації. На більш пізніх термінах гальмування пухлинного росту опосередковувалась лише введенням ПГ в концентрації 1 млг/мл. Існування такого характеру дозової залежності ефекту ПГ на ріст карциноми легені Льюїс може бути пов’язане з різним рівнем активації запальної імунної відповіді. Саркома S180 являє собою неметастазуючу експериментальну пухлину сполучнотканинного походження, антигенний профіль і перебіг якої відрізняється від таких у карциноми легені Льюїс. Вже на ранніх етапах після перещеплення у групі тварин, яким вводили ПГ в дозі 8 мкг/г, спостерігалось помірне гальмування росту пухлини (до 20%) в порівнянні з контрольними тваринами-пухлиноносіями. В двох інших групах тварин, що отримали ПГ в дозах 4 і 2 мкг/г на ранніх етапах спостерігалось стимулювання росту первинної пухлини і на 18 добу воно складало 15% та 50% відповідно. На пізніх етапах розвитку пухлини достовірна різниця в розмірах пухлин у мишей, що отримали ПГ у всіх вище зазначених дозах в порівнянні з контрольними пухлиноносіями була відсутня. За результатами наших досліджень введення ПГ одночасно з трансплантацією клітин саркоми S180 не спричиняло відчутного впливу на її ріст.

Підсумовуючи результати можна сказати, що введення пептидоглікану в зону трансплантації клітин експериментальних пухлин впливає на динаміку росту злоякісного новоутворення. При цьому, різні дози ПГ спричиняють різноспрямований вплив на ріст пухлини. Гальмування пухлинного росту у тварин з обома типами експериментальних пухлин спостерігалося лише при введенні високих доз ПГ. Натомість, введення ПГ в дозах 4 і 2 мкг/г, призводило до стимулювання росту пухлин. При цьому, гальмування росту карциноми легені Льюїс тривало, практично, до закінчення експерименту, тоді як у тварин з перещепленою з саркомою S180 на момент закінчення досліду розміри пухлин достовірно не відрізнялись від контрольних. Слід зазначити, що характер впливу стафілококового ПГ на динаміку пухлинного росту відрізнявся в залежності від походження пухлин. Ймовірно, це може пояснюватись відмінностями в антигенному профілі клітин саркоми та карциноми, а також різним ступенем імуногенності антигенів цих пухлин.

Література:

1. Jean van Heijenpoort Formation of the glycan chains in the synthesis of bacterial peptidoglycan. // Mini Review Accepted Dec 22, 2000.

2. Jacobs-Wagner C. Bacterial cell shape. // Nat Rev Microbiol – 2005. - №3 (8). - Р. 601 – 10.

3. Dziarski R. Recognition of bacterial peptidoglycan by the innate immune system. // Cell Mol Life Sci. 2003. – Sep. - №60 (9). – Р. 1793-804.

4. Moreillon P, Majcherczyk PA. Proinflammatory activity of cell-wall constituents from gram-positive bacteria. // Scand J Infect Dis. 2003. - № 35(9). – Р.632-41.

5. Fournier B, Philpott DJ. Recognition of Staphylococcus aureus by the innate immune system. // Clin Microbiol Rev. 2005. – Jul. - № 18(3). – Р. 521-40.

6. Girardin SE, Philpott DJ. Mini-review: the role of peptidoglycan recognition in innate immunity. // Eur J Immunol. 2004. – Jul. - № 34(7). – Р. 1777-82.