Спосіб моделювання процесу слабкої взаємодії на основі реакції живих клітин з алогенним субстратом

Винахід стосується біології, біофізики, екології і медицини, зокрема, імунології і трансплантології, а також матеріалознавства, і може бути використаний як при створенні нових медичних технологій на основі принципу слабкої взаємодії біооб'єкту з алогенним субстратом, так і при розробці нових матеріалів біомедичного призначення. Відомий спосіб моделювання процесу слабкої взаємодії на основі реакції живих клітин з алогенним субстратом, який включає інкубацію живих клітин, наприклад, лейкоцитів, з генетично чужорідним субстратом небіоорганічного походження з наступною реєстрацією реакції взаємодії інгредієнтів і аналізом результатів [1]. За відомим способом на предметному склі здійснюють інкубацію ізольованих клітин крові, наприклад, лейкоцитів з мікрочастинками барвника, кристалоїдів індикаторних хімічних речовин та ін. і спостерігають результат взаємодії у вигляді відомої завдяки науковим працям І.І.Мечнікова реакції фагоцитозу. В основі відомого способу лежить сформована в процесі еволюції здатність клітин до поглинання і перетравлювання частинок біоорганічного походження як одна із фундаментальних реакцій живого за існування. Через неспецифічність цієї реакції живим клітинам притаманна здатність поглинати також частинки небіоорганічного походження, що часто використовують у практичній і експериментальній біології і медицині, у навчальному процесі та ін. З точки зору фізики і біофізики дане явище узгоджується із закономірностями, властивими для слабкого типу взаємодій. Вказаний тип взаємодії становить підґрунтя для створення перспективних і високоефективних способів і засобів направленої корекції багатьох функцій організму, розробки і впровадження нових біомедичних технологій. Недоліком відомого способу є недостатній рівень інформативності, оскільки в реакцію взаємодії з живими клітинами беруть частинки небіоорганічного походження, розміри яких є меншими або співставними з розмірами клітин. При цьому вдається спостерігати лише однонаправлену реакцію клітин на чужорідний субстрат у вигляді відомого явища фагоцитозу. За таких умов простежити реакцію взаємодії з субстратом не біоорганічної природи, розміри якого на порядок перевищували б розміри клітин, як правило, є складним і одночасно важливим завданням. На даний час особливості впливу на живі клітини з боку алогенних субстратів мають не тільки суто теоретичне, але й практичне значення, особливо з огляду на дедалі ширше входження в практику життя полімерних матеріалів, вироби з яких у той чи інший спосіб контактують з організмом. До того ж усе більшого поширення набувають сучасні медичні технології, де використовуються різні полімерні матеріали, зокрема для ендопротезування, компресійної терапії опікових рубців і доброякісних пухлин шляхом носіння спеціального одягу та ін., вплив яких на компоненти живого організму на даний час вивчено ще недостатньо [2,,3]. В основу винаходу поставлено завдання вдосконалити відомий спосіб, в якому шляхом проведення реакції взаємодії ізольованих живих клітин з полімерним субстратом небіоорганічного походження, вироби з якого використовують у практичній медицині і розміри частинок якого принаймні на порядок перевищують розмір живих клітин, зокрема, лейкоцитів, досягають підвищення рівня інформативності експериментальної моделі. При вирішенні поставленого завдання було взято до уваги те, що слабкий тип взаємодії біологічного об'єкту з субстратом небіоорганічного походження здійснюється не тільки внаслідок мобілізації механічних (безпосереднє контактування), хімічних (на рівні детермінантних гр уп молекул на поверхні клітинних мембран) чи фізико-хімічних (адсорбція) чинників, але й за рахунок певних електромагнітних сил. Останні, перш за все у вигляді випромінювання у мікрохвильовому спектральному діапазоні, за сучасними поглядами [4, 5], можуть набувати вирішального значення у мобілізації інших чинників і впливати на формування кінцевого результату взаємодії взагалі. Не випадково в останні роки дістав значного поширення лікувальний метод, що дістав назву біорезонансної терапії, сутність якого полягає у здатності молекулярних структур організму, його субклітинних і клітинних систем резонансно сприймати мікрохвильове випромінювання зовнішнього генератора на надслабкому енергетичному - нетепловому (інформаційному) рівні з наступним розвитком позитивних саногенетичних змін [6]. При цьому слід звернути увагу на те, що мікрохвильове випромінювання від генератора до біооб'єкту спрямовують через хвилепровід, виготовлений з матеріалу з високими діелектричними і хвилепровідними властивостями, зокрема з фторопласту. Враховуючи, що природне джерело надчастотних коливань, у тому числі в мікрохвильовому спектральному діапазоні, за сучасними уявленнями, пов'язують з так званим реліктовим випромінюванням [7, 8], а також і те, що кремнійорганічні матеріали, зокрема силікон, інші полімери на поліамідній і поліуретановій основі як матеріали з високими діелектричними та хвилепровідними властивостями здатні транслювати електромагнітні коливання у мікрохвильовому діапазоні, логічною стає доцільність застосування вказаних полімерних матеріалів небіоорганічної природи як алогенних інгредієнтів у реакціях слабкої взаємодії з живими клітинами. Виходячи з вищенаведеного, поставлене завдання вирішують тим, що у відомому способі моделювання процесу слабкої взаємодії на основі реакції живих клітин з алогенним субстратом, який включає інкубацію суспензії клітин, наприклад, лейкоцитів, з чужорідним субстратом небіоорганічного походження з наступною реєстрацією реакції взаємодії інгредієнтів і аналізом результатів, відповідно до винаходу як алогенний субстрат застосовують полімерну трикотажну тканину у вигляді вміщеного на предметному склі клаптика з волокнами на поліамідній і поліуретановій основі, на який нашаровують 50-100мкл суспензії нативних лейкоцитів і 50мкл розчину флюорохрому, наприклад, акридину оранжевого в розведенні 1:5000¸1:40000, накривають скельцем, інкубують впродовж 3¸45 хвилин і спостерігають у полі зору люмінесцентного мікроскопу, а висновок про результат взаємодії інгредієнтів роблять за характером процесу дева урації ядрової субстанції клітин волокнами полімерної тканини. Перелік фігур. Фіг.1. Картина люмінесценції волокон полімерної трикотажної тканини: акридин оранжевий 1:10000; об. ВИ 30х; ок. 15х (контрольний препарат). Фіг.2. Взаємодія ізольованих лейкоцитів з аллогенним субстратом: послідовні етапи феномену деваурації (поглинання) клітинних ядер волоконними структурами полімерної трикотажної тканини на поліамідній і поліуретановій основі. Люмінесцентна мікроскопія: акридин оранжевий 1:10000; об. ВИ 30х ок. 15х. А дева урація ядер лейкоцитів після 15-хвилинної взаємодії Б деваурація ядер лейкоцитів після 30-хвилинної взаємодії В деваурація ядер лейкоцитів після 45-хвилинної взаємодії. Спосіб здійснюють наступним чином. Смужку полімерної трикотажної тканини 15х15мм з волокнами на поліамідній і поліуретановій основі вміщують на предметне скло і нашаровують 50-100мкл суспензії нативних лейкоцитів і 50мкл розчину флюорохрому, наприклад, акридину оранжевого у розведенні 1:5000¸1:40000, накривають скельцем, інкубують впродовж 3¸45 хвилин і спостерігають реакцію взаємодії у полі зору люмінесцентного мікроскопу, а при потребі реєструють мікрофотографічним методом. Висновок про реакцію інгредієнтів на рівні слабкого типу взаємодії роблять за характером процесу деваурації (поглинання) ядрової субстанції клітин волокнами полімерної тканини. Приклад 1 На предметне скло помістили клаптик полімерної тканини 15х15мм з волокнами на поліамідній і поліуретановій основі, а зверху на цей клаптик внесли 100мкл суспензії нативних лейкоцитів і 50мкл розчину флюорохрому, наприклад, акридину оранжевого у розведенні 1:10000, накрили скельцем і інкубували впродовж 5 хвилин, після чого спостерігали реакцію взаємодії ізольованих лейкоцитів з волоконними структурами полімерної тканини у полі зору люмінесцентного мікроскопу при збудженні люмінесценції спрямованим зверху світловим потоком. При цьому спостерігали деваурацію волокнами полімерної тканини субстанції ядер ізольованих лейкоцитів. Як видно на фіг.1, у контролі полімерні волокна після обробки флюорохромом акридином оранжевим у полі зору люмінесцентного мікроскопу висвічують тьмяним зелено-жовтим світлом. У той же час після внесення на клаптик полімерної тканини суспензії лейкоцитів, уже через 3-4 хвилини спостерігали поступове просочення ядровою субстанцією клітин волокон полімерної тканини, що, як правило, через 15 хвилин достатньо чітко проявлялося у полі зору люмінесцентного мікроскопу: ядрові структури лейкоцитів просочили волокна і висвічують ніби зсередини їх (фіг.2 А). У наступні 15-хвилинні періоди спостереження волокна полімерної тканини у місцях зосередження поглинених клітинних ядер набувають усе більш інтенсивного світіння, що очевидно є наслідком інтенсивного внутрішньоволоконного лейкоцитолізу (фіг.2Б і фіг.2В). Вивільнена при цьому ядрова структура клітин дифундує як вздовж, так і впоперек волокон, на що вказує розмитість контурів люмінесцентної картини. Приклад 2 Запропонованим способом моделювали слабкий тип взаємодії між живим клітинним об'єктом, зокрема суспендованими в аутологічній плазмі лекйкоцитами, і волоконними структурами полімерних трикотажних тканин на поліамідній і поліуретановій основі різного виробництва (Іспанія, Німеччина, Словаччина, Польща), а також для контролю - з волокнами неполімерних тканин. Результати наведені в табл. Таблиця Характер слабкої взаємодії у вигляді феномену деваурації Види тканин Рівень алогенної деваурації Полімерні трикотажні тканини з волокнами на поліамідній і поліуретановій основі: виробництва Іспанії виробництва Німеччини виробництва Польщі виробництва Словаччини Неполімерні трикотажні тканини ++++ +++ ++ +++ - (феномен відсутній) З наведених у табл. даних видно, що феномен деваурації притаманний лише полімерним трикотажним тканинам з волокнами на поліамідній і поліуретановій основі. Характерним є неоднаковий рівень деваурації волокнами ядрової субстанції лейкоцитів. Так, найбільш виразним цей феномен спостерігали при взаємодії лейкоцитів з тканиною фірми Mainat Skin (Іспанія), значно меншим - з тканиною фірми Tricomed (Польща). Таким чином, застосування полімерних тканин з волокнами на поліамідній і поліуретановій основі як алогенного інгредієнта в реакціях взаємодії з живими клітинами є оригінальним методичним рішенням, яке не тільки відкриває ще один напрямок вивчення взаємодії живого з неживим, що може мати цілком практичне втілення у вигляді високочутливої тестової реакції організму на чужорідність, але й при подальшому осмисленні фундаментальних механізмів, які призводять до поглинання живих клітин неживим алогенним субстратом, з врахуванням природи об'єктів, особливо багатогранних біоенергетичних процесів, що індукуються в живих клітинах внаслідок клітинної деструкції, а також їх імовірного впливу на коливальні процеси полімерних структур, може бути використане для розробки нових біотехнологічних і біомедичних процесів. Джерела інформації, які слід взяти до уваги: 1. Фагоцитоз. БМЭ. М., 1985. Изд. 3-е, т.26. -С.173-176. 2. В.В. Дем'яненко, В.В. Бігуняк, А.А. Г удима / Лейкоцитоліз як критерій індивідуальної непереносності алогенного субстрату //Здобутки клінічної та експериментальної медицини // Тернопіль: Укрмедкнига, 2003. Вип.8. -С.76. 3. В.Е. Гусєва. Медицинские аспекты безопасности силикона (по материалам зарубежных изданий) //Анналы хирургии. -1997. -№3. -С.72. 4. Медико-биологические аспекты миллиметрового излучения низкой интенсивности /Под ред. акад. Н.Д. Девяткова. - М: ИРЭ АН СССР. 1985. 5. О.В. Бецкий, М.Б. Голант, Н.Д. Девятков. Миллиметровые волны в биологии. М: Знание, 1988. -64с. (Новое в жизни, науке, технике. Сер.»Физика»; №6). 6. А.Г. Комар. Аппаратура для КВЧ-терапии / Новые медицинские технологии. 2001,№3. -С.40-43. 7. И.М. Дмитриевский. Космофизические корреляции в живой и неживой природе как проявление слабых воздействий / Биофизика, 1992. -Т.37. -С.674. 8. И.М. Дмитриевский. Возможное объяснение феномена космофизических макрофлуктуаций /:Био физика, 2001. -Т.46, вып.5. -С.852-855.