ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ В ОРГАНИЗМЕ МЫШЕЙ, ОБРАБОТАННЫХ СОЧЕТАНИЕМ ЦИКЛОФОСФАНА И ЭКЗОГЕННОЙ ДНК

Синергичное действие цитостатика циклофосфана (ЦФ) и фрагментированной ДНК приводит к болезни и гибели экспериментальных мышей (Долгова и др., 2011–013). Обнаруженный эффект «отсроченной смерти» наиболее ярко проявляется при введении ДНК в период 18–0 ч после инъекции ЦФ (промежуток времени, обозначенный как «окно смерти»).

В настоящем исследовании установлено, что обработка экзогенной ДНК приводит к непрерывному апоптозу клеток костного мозга (ККМ), протекающему в ходе всего времени введения препарата ДНК (18–0 ч). При этом экзогенная ДНК, как аллогенная, так и принадлежащая к различным таксономическим группам, приводит к апоптозу ККМ. Наиболее сильно апоптоз индуцирует ДНК плазмиды.

Анализ динамики гибели и восстановления популяций ККМ животных, находящихся в агонистической фазе развития заболевания, свидетельствует о том, что при общей нормализации количества гематопоэтических прогениторных клеток (CD34+) к 15-му дню после инъекции ЦФ количество популяции ККМ размером 12–0 мкм до конца наблюдения (агонистическая фаза заболевания последней отвечающей мышки) сохраняется на минимальной отметке (3– % против 35–0 % в контроле). При этом количество клеток указанной популяции ККМ соответствует времени максимальной лейкопении, индуцированной цитостатиком и наблюдающейся на 3–-е сут. после инъекции ЦФ. Сравнительный анализ мазков ККМ обеих групп животных предполагает, что в популяции ККМ, выделенных из мышей группы ЦФ+ДНК, отсутствуют молодые формы клеток, формирующих лимфоцитарный росток крови. При этом в мазках периферической крови выявляются бластные формы незрелых предшественников.

Проведенное патоморфологическое исследование показывает, что в сроки эксперимента начиная с 9-х сут. и позднее у мышей, подвергавшихся воздействию ЦФ в сочетании с экзогенной ДНК, происходят выраженные изменения морфологии легких, печени, поджелудочной железы, органов иммунокомпетентной системы и головного мозга. Характер выявленных патологических изменений указывает на преобладание воспалительных реакций в легких, печени, поджелудочной железе и тканях головного мозга. Подтверждением этому служат структурные эквиваленты функционального истощения лимфоидных органов (тимус, селезенка, лимфатические узлы).

Предположительной причиной гибели животных является полиорганная достаточность, вызванная акцидентальной инволюцией периферийных лимфоидных органов на фоне системного воспаления. Оба процесса связаны с инъекциями фрагментированной экзогенной ДНК в организм экспериментальных животных в «окно смерти», представляющее собой промежуток времени репарации двуцепочечных разрывов, индуцированных ЦФ.

1. Афанасьева Ю.И., Кузнецова С.Л., Юрина Н.А. Гистология, цитология и эмбриология. М.: Медицина, 2004. 768 с.

2. Волкова О.В., Елецкий Ю.К. Основы гистологии и гистологической техники. М.: Медицина, 1971. 272 с.

3. Долгова Е.В., Николин В.П., Попова Н.А. и др. Интернализация экзогенной ДНК во внутренние компартменты клеток костного мозга мышей // Вавилов. журн. генет. и селекции. 2012. Т. 16. № 2. С. 397–414.

4. Долгова Е.В., Прокопенко А.В., Николин В.П. и др. Характеристика изменения количества умеренных повторов в геноме клеток костного мозга экспериментальных мышей на фоне инъекции циклофосфана и экзогенной ДНК человека // Вавилов. журн. генет. и селекции. 2013. В печати.

5. Долгова Е.В., Проскурина А.С., Николин В.П. и др. Характеристика временных параметров проявления эффекта токсического действия инъекций экзогенной ДНК на фоне предобработки цитостатиком циклофосфаном // Вавилов. журн. генет. и селекции. 2011. Т. 15. № 4. С. 674–689.

6. Кругляков П.В., Соколова И.Б., Полынцев Д.Г. Стволовые клетки дифференцированных тканей взрослого организма // Цитология. 2008. Т. 50. № 7. С. 557–567.

7. Макгрегор Г., Варли Дж. Методы работы с хромосомами животных: Пер. с англ. М.: Мир, 1986. С. 31.

8. Мейл Д., Бростофф Дж., Рот Д.Б., Ройтт А. Иммунология: Пер. с англ. М.: Логосфера, 2007. 568 с.

9. Проскуряков С.Я., Гавай В.П., Коноплянников А.Г. Иммунология некроза и апоптоза // Биохимия. 2005. Т. 70. С. 1593–1605.

10. Рыкова Е.Ю., Лактионов П.П., Власов В.В. Активирующее влияние ДНК на иммунную систему // Усп. соврем. биологии. 2001. Т. 121. С. 160–171.

11. Andrews N.W. Membrane repair and immunological danger // EMBO Rep. 2005. V. 6. No. 9. P. 826–830.

12. Buckley R.H. Primary immunodefi ciency diseases due to defects in lymphocytes // N. Engl. J. Med. 2000. V. 343. No. 18. P. 1313–1324.

13. Coban C., Koyama S., Takeshita F. et al. Molecular and cellular mechanisms of DNA vaccines // Hum. Vaccin. 2008. V. 4. P. 453–456.

14. Cook R., Wu C.C., Kang Y.J., Han J. The role of the p38 pathway in adaptive immunity // Cell. Mol. Immunol. 2007. V. 4. No. 4. P. 253–259.

15. De Gregorio E., Rappuoli R. Inside sensors detecting outside pathogens // Nat. Immunol. 2004. V. 5. No. 11. P. 1099–1100.

16. Decker P., Wolburg H., Rammensee H.G. Nucleosomes induce lymphocyte necrosis // Eur. J. Immunol. 2003. V. 33. No. 7. P. 1978–1987.

17. Decker P., Singh-Jasuja H., Haager S. et al. Nucleosome, the main autoantigen in systemic lupus erythematosis, induces direct dendritic cell activation via a MyD88-independent pathway: consequences on infl ammation // J. Immunol. 2005. V. 174. No. 6. P. 3326–3334.

18. Derbyshire M.K., Epstein L.H., Young C.S.H. et al. Nonhomologous recombination in human cells // Mol. Cell Biol. 1994. V. 14. No. 1. P. 156–169.

19. Fugmann S.D. RAG1 and RAG2 in V(D)J recombination and transposition // Immunol. Res. 2001. V. 23. No. 1. P. 23–39.

20. Harty J.T., Tvinnereim A.R., White D.W. CD8+ T cell effector mechanisms in resistance to infection // Annu. Rev. Immunol. 2000. V. 18. P. 275–308.

21. Ishii K.J., Akira S. Innate immune recognition of, and regulation by, DNA // Trends Immunol. 2006. V. 27. P. 525–532.

22. Kaufmann S.H., Schaible U.E. Antigen presentation and recognition in bacterial infections // Curr. Opin. Immunol. 2005. V. 17. No. 1. P. 79–87.

23. Kotnis A., Du L., Liu C. et al. Non-homologous end joining in class switch recombination: the beginning of the end // Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 2009. V. 364. No. 1517. P. 653–665.

24. Krishan A. Rapid fl ow cytofl uorometric analysis of mammalian cell cycle by propidium iodide staining // J. Cell Biol. 1975. V. 66. No. 1. P. 188–193.

25. Lee S., Oshige M., Durant S.T. et al. The SET domain protein Metnase mediates foreign DNA integration and links integration to nonhomologous end-joining repair // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2005. V. 102. No. 50. P. 18075–18080.

26. Lees-Miller S.P., Meek K. Repair of DNA double strand breaks by non-homologous end joining // Biochimie. 2003. V. 85. No. 11. P. 1161–1173.

27. Lekstrom-Himes J.A., Gallin J.I. Immunodefi ciency diseases caused by defects in phagocytes // N. Engl. J. Med. 2000. V. 343. No. 23. P. 1703–1714.

28. Martin D.A., Elkon K.B. Intracellular mammalian DNA stimulates myeloid dendritic cells to produce type I interferons predominantly through a toll-like receptor 9-independent pathway // Arthritis Rheum. 2006. V. 54. P. 951–962.

29. Medzhitov R. Recognition of microorganisms and activation of the immune response // Nature. 2007. V. 449. No. 7164. P. 819–826.

30. Merrell D.S., Falkow S. Frontal and stealth attack strategies in microbial pathogenesis // Nature. 2004. V. 430. No. 6996. P. 250–256.

31. Monack D.M., Mueller A., Falkow S. Persistent bacterial infections: the interface of the pathogen and the host immune system // Nat. Rev. Microbiol. 2004. V. 2. Nо. 9. P. 747–765.

32. Napirei M., Karsunky H., Zevnik B. et al. Features of systemic lupus erythematosis in Dnase1-defi cient mice // Nat. Genet. 2000. V. 25. No. 2. P. 177–181.

33. Orkin S.H., Zon L.I. Hematopoiesis: an evolving paradigm for stem cell biology // Cell. 2008. V. 132. No. 4. P. 631–644.

34. Ravetch J.V. A full complement of receptors in immune complex diseases // J. Clin. Invest. 2002. V. 110. No. 12. P. 1759–1761.

35. Rosen F.S., Cooper M.D., Wedgwood R.J. The primary immunodefi ciencies // N. Engl. J. Med. 1995. V. 333. No. 7. P. 431–440.

36. Rossi D.J., Jamieson C.H., Weissman I.L. Stems cells and the pathways to aging and cancer // Cell. 2008. V. 132. No. 4. P. 681–696.

37. Rouse B.T., Suvas S. Regulatory cells and infectious agents: detentes cordiale and contraire // J. Immunol. 2004. V. 173. No. 4. P. 2211–2215.

38. Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. Molecular Cloning, a Laboratory Manual. Second Edition. Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989.

39. Shirota H., Ishii K.J., Takakuwa H., Klinman D.M. Contribution of interferon-beta to the immune activation induced by double-stranded DNA // Immunology. 2006. V. 118. P. 302–310.

40. Silva J., Smith A. Capturing pluripotency // Cell. 2008. V. 132. Nо. 4. P. 532–536.

41. Takeshita F., Ishii K.J. Intracellular DNA sensors in immunity // Curr. Opin. Immunol. 2008. V. 20. P. 383–388.

42. Wang H., Rosidi B., Perrault R. et al. DNA ligase III as a candidate component of backup pathways of nonhomologous end joining // Cancer Res. 2005. V. 65. No. 10. P. 4020–4030.

43. Warren J.S., Yabroff K.R., Remick D.G. et al. Tumor necrosis factor participates in the pathogenesis of acute immune complex alveolitis in the rat // J. Clin. Invest. 1989. V. 84. No. 6. P. 1873–1882.

44. Whaley K. Complement and immune complex diseases // Complement in Health and Disease / Ed. K. Whaley. Lancaster: MTP Press Ltd, 1987.

45. Yu J., Thomson J.A. Pluripotent stem cell lines // Genes Dev. 2008. V. 22. No. 15. P. 1987–1997.