Экспериментальные модели аутоимунных патологических процессов при использовании Адъюванта Фрейнда

На сегодняшний день проблема частоты встречаемости патологических заболеваний, в частности аутоиммунных процессов, является острой как для научных исследований, так и для практикующих врачей. Лечение и диагностика данных процессов достаточно актуальная тема повседневности. Хотя аутоиммунные заболевания относят к редким нозологиям, однако, по разным оценкам, их совокупная встречаемость оставляет 20–25 % среди пациентов с общетерапевтической патологией. Кроме того, распространенные аутоиммунные заболевания, такие как ревматоидный артрит, сахарный диабет 1 типа, системные ревматические болезни, ускоряют течение атеросклероза и приводят к сердечно-сосудистой патологии. Стоит заметить, что частота встречаемости аутоиммунных заболеваний растет, причем, причины роста остаются, по сей день, неизвестны. В норме, иммунные клетки защищают организм от антигенной нагрузки, которая бы нарушала генетическую индивидуальность, тем самым, способствуя, сохранению оптимальной поддержке гомеостаза. Неизвестные причины толкают, иммунные клетки считать собственные клетки чужеродными антигенами и иммунная система начинает их атаковать. Быть может это наследственная предрасположенность, или нечто иное, но иммунные клетки начинают реагировать на нормальные клетки организма выработкой антител, обладающих тропизмом к здоровым тканям. В исходе происходит саморазрушение организма.

Перед собой мы поставили цель: рассмотреть и проанализировать экспериментальные модели различных патологических процессов, в часности был сделан акцент на модели аутоиммунных патологий, таких как ревматоидный артрит, аутоиммунный гастрит, гломерулонефрит и тд.

Для того, чтобы составить обзор экспериментальных моделей, был проведен обзор научной литературы, с помощью ResearchGATE и PubMed, а также рассматривались библиографических списки статей, касающихся, частоты встречаемости, диагностики и развития данных заболеваний.

На основе данного обзора, мы планируем смоделировать аутоиммунный васкулит и проследить структурные изменения органов и тканей при развитии данного патологического процесса.

Ключевые слова: крысы, экспериментальная модель, аутоиммунные заболевания, аутоиммунный васкулит, адъювант Фрейнда.

Today the problem of the frequency of occurrence of pathological diseases, particularly autoimmune diseases is acute both for research and for medical practitioners. Treatment and diagnosis of these processes is vital topic of everyday life. Although autoimmune diseases are rare nosology, but, according to various estimates, their total incidence among patients are about 20–25 % with general therapeutic pathology. In addition, common autoimmune diseases such as rheumatoid arthritis, type 1 diabetes, systemic rheumatic disease, accelerate atherosclerosis and lead to cardiovascular disease. It is worth noting that the incidence of autoimmune diseases is increasing, and the causes of growth remain, to this day are unknown. Normally, immune cells protect body against the antigenic load, which would prejudice the genetic individuality, thus contributing to the preservation of the optimal support of homeostasis. Unknown causes pushing, immune cells regarded as its own cells and foreign antigens the immune system begins to attack them. Maybe it's genetic predisposition or something else, but immune cells begin to respond to the normal cells of the body the production of antibodies having a tropism for healthy tissues. At the end of the self-destruction of the body it occurs. Unknown causes pushing, immune cells consider its own cells as foreign antigens and immune system begins to attack them.

Our goal was to review and analyze experimental models of various pathological processes and emphasis was placed on the models of autoimmune pathologies such as rheumatoid arthritis, autoimmune gastritis, glomerulonephritis, and so on.

In order to create a review of experimental models, the scientific literature was searched by using PubMed and ResearchGATE, and the reference lists of other articles dealing with the incidence, diagnosis, and development of these diseases.

Введение. На сегодняшний день проблема частоты встречаемости патологических заболеваний, в частности аутоиммунных процессов, является острой как для научных исследований, так и для практикующих врачей. Лечение и диагностика данных процессов достаточно актуальная тема повседневности. Хотя аутоиммунные заболевания относят к редким нозологиям, однако, по разным оценкам, их совокупная встречаемость оставляет 20–25 % среди пациентов с общетерапевтической патологией. Кроме того, распространенные аутоиммунные заболевания, такие как ревматоидный артрит, сахарный диабет 1 типа, системные ревматические болезни, ускоряют течение атеросклероза и приводят к сердечно-сосудистой патологии [1]. Стоит заметить, что частота встречаемости аутоиммунных заболеваний растет, причем, причины роста остаются, по сей день, неизвестны. Средишестинаиболее частых аутоиммунных заболеваний преобладают аутоиммунные заболевания щитовидной железы и ассоциированные с ними заболевания, такие как витилиго и аутоиммунный гастрит. Кроме того, к ним относят ревматоидный артрит и псориаз. Суммарная встречаемость этих шести заболеваний не превышает 5 % популяции. Подавляющее большинство аутоиммунных заболеваний относят к редким патологиям, частота которых варьирует в пределах 0,01–0,001 % популяции. Несмотря на достаточно редкую встречаемость, они составляют основную массу аутоиммунных заболеваний. И, наконец, очень редкие аутоиммунные заболевания, встречаемость которых составляет менее 0,001 %, такие как синдром Гудпасчера, катастрофический антифосфолипидный синдром, острые полирадикулоневриты и ряд других протекают тяжело и нередко ведут к смерти больного [2]. Таким образом, врачам практически всех специальностей приходится сталкиваться с аутоиммунными процессами и важно правильно провести дифференциальную диагностику и назначить правильное лечение. Аутоиммунные состояния преобладают в ревматологии, нефрологии, дерматологии, часто отмечаются в гастроэнтерологии, неврологии, пульмонологии и многих других терапевтических специальностях.

Перед собой мы поставили цель: рассмотреть и проанализировать экспериментальные модели различных патологических процессов, в часности был сделан акцент на модели аутоиммунных патологий, таких как ревматоидный артрит, аутоиммунный гастрит, гломерулонефрит и т.д.

Для того, чтобы составить обзор экспериментальных моделей, был проведен обзор научной литературы, с помощью ResearchGATE и PubMed, а также рассматривались библиографических списки статей, касающихся, частоты встречаемости, диагностики и развития данных заболеваний.

Мы рассмотрели экспериментальные модели:

1) ревматоидного артрита,

2) аутоиммунного гломерулонефрита,

3) аутоиммунного нефрита,

4) аутоиммунной язвы желудка,

5) системного васкулита,

Ревматоидный артрит (РА) — достаточно распространенное (1 % встречаемость) хроническое аутоиммунное заболевание с неблагоприятным исходом. Характеризуется поражение синовиальной оболочки суставов, гиперплазией, с быстрым увеличением объема синовиальной ткани с прогрессирующей деструкцией хрящевой и костной ткани [3]. Используя экспериментальные модели, индуцированные у обычных и генетически модифицированных животных, которые достигают различной степени сходства с болезнью человека, получают ценный инструмент для изучения потенциальных методов лечения [4]. Наиболее распространёнными экспериментальными моделями ревматоидного артрита являются: коллаген-индуцированный, адъювант-индуцированный и пристан-индуцированный [4]. Адъювант-индуцированный артрит (AИA) — одна из старейших экспериментальных моделей, которая используется для тестирования лекарственных препаратов, предназначенных для лечения РА. Длительность исследования — 30 дней. Вид животных — крыса.

Адъювант-индуцированный артрит (АИА) — один из самых старых вариантов экспериментальных моделей, используемых для тестирования лекарственных препаратов, предназначенных для лечения РА. Продолжительность исследования — 30 дней. Вид животных — крыса [5]. Сходство АИА с РА человека заключается в наличии отека конечностей, деградации хрящей, лимфоцитарной инфильтрации воспаленной ткани суставов, утрате их функции, кроме того, отмечается резорбция кости и надкостницы; однако повреждение хряща происходит в меньшей степени, чем у крыс с КИА и у человека с РА [6]. Отличие этой модели от РА заключается в том, что у животных с АИА также страдают позвоночник, желудочно-кишечный тракт, мочеполовые пути, кожа и глаза, что похоже на спондилоартропатии человека [7]. Индукция АИА выполнялась внутрикожной или подкожной инъекцией полного адъюванта Фрейнда (ПАФ), который содержит убитые микобактерии суспензированные в масле [5]. Адъювант может быть введен в основание хвоста или в подушечку одной из лап, что позволяет исследовать острую воспалительную реакцию в месте инъекции, а также иммунологический ответ, который развивается примерно через 9 дней в контралатеральной лапе и различных органах [8].

Коллаген-индуцируемый артрит (КИА) — воспроизводит аутоиммунный артрит путем подкожного введения в основание хвоста эмульгированной смеси 0,2 % раствора бычьего коллагена II типа в 0,1 М уксусной кислоты и полного адъюванта Фрейнда в соотношении 1:1 в дозе 2 мг/кг по коллагену. Через 1 неделю для потенцирования аутоиммунного процесса повторно вводят иммунизирующую смесь в такой же дозе [9].

Экспериментальные модели ревматоидного артрита очень популярны, так как позволяют исследовать влияние различных препаратов, для улучшения лечения данного заболевания [9], а так же они используются для более глубокого изучения самой природы данного патологического процесса [10–12].

Аутоиммунный гломерулонефрит (АГ)— это аутоиммунное заболевание, при котором в почечные клубочки приносятся из крови иммунные комплексы, которые повреждают клубочки, вызывая их воспаление. Хронический гломерулонефрит является наиболее частой причиной хронической почечной недостаточности. Поскольку процесс аутоиммунный, болезнь неуклонно прогрессирует. Чаще встречается у мужчин в возрасте до 40 лет. Это состояние может быть представлено изолированной гематурией и / или протеинурией; или нефритическим синдромом, острой почечной недостаточностью или хронической почечной недостаточностью. Они собраны в несколько различных групп — непролиферирующих или пролиферирующих. Диагностирование образца АГ важно, потому что тактика и лечение отличаются в зависимости от типа [13].

Для индукции АГ животных иммунизировали антигенной суспензией коркового слоя почки. Для получения антигенной суспензии брали белую крысу. Сразу после декапитации почки перфузировали стерильной охлажденной средой 199 до получения равномерного серо- коричневого цвета. Отделив от капсулы, почки разрезали сагитально, выделяли корковый слой, который затем суспендировали в стерильной ступке, затем переносили суспензию в центрифужный стаканчик, добавляя охлажденный физиологический раствор до 10 мл и 1 мг мертиолята в качестве антисептика. Полученную суспензию центрифугировали на холоде 3-кратно по 3 минуты, каждый раз удаляли супернатант и доводили суспензию до 10 мл охлажденным физиологическим раствором. Затем центрифугировали еще раз при 5 000 оборотов в минуту в течение 10 минут. Затем осадок смешивали с 10 мл полного адъюванта Фрейнда. Иммунизацию животных проводили из расчета 100 мкл суспензии на 100 граммов массы тела по следующей схеме: 3- кратно внутрибрюшинно 1 раз в сутки с интервалом между иммунизацией в 1 день; повторно иммунизацию проводили через 3 недели внутрибрюшинно однократно в той же дозе [14].

Аутоиммунный нефрит— актуальная проблема на сегодняшний день в связи с высокой частотой нефрологических заболеваний, которые в большинстве протекают скрытно [15] и клинические проявления часто наблюдаются, при уже запущенных случаях, которые не позволяют практическому здравоохранению оказывать эффективную помощь [16]. К тому же нефропатии являются причиной дисбаланса в других системах, в частности, сердечно-сосудистой и эндокринной и поражения почек возникают при других заболеваниях (печени, сахарный диабет, тяжелого гестоза, коллагенозы и др.) и при патологических состояниях (опьянение, шок, давка синдром) [17].

Для моделирования аутоиммунного нефрита использовались зрелые крысы линии Wistar. Патологию вызывали путём однократного введения крысам в пяти местах (п/к в подмышечные и паховые области, внутрибрюшинно) по 0,2 мл равнодолевой смеси гомогената коркового вещества почки (на 100,0 мг ткани 1,0 мл физраствора) с полным адъювантом Фрейнда [18].

Аутоиммунная язва желудка. Опыт проводят крысах Wistar. Для моделирования язв крысам под эфирным наркозом вводят 1,5 г гомогенизированной слизистой оболочки желудка аллогенного животного в объеме 1,5–2 мл физиологического раствора с добавлением к этой смеси 1,5 мл полного адъюванта Фрейнда. Полученный гомогенат вводится в подкожную клетчатку лапок животного трижды с промежутками в 7 дней. Через 35–40 дней у крыс развивается хроническая язва желудка [19].

Системный васкулит (СВ)— СВ с поражением почек моделируется на крысах путем трехкратного введения крысам в корень хвоста (по 5 мг/кг массы животного) полного адъюванта Фрейнда с почечным антигеном и раствором селезеночной дезоксирибонуклеиновой кислоты крупного рогатого скота, а также в течение трех дней внутрибрюшного введения азида натрия (по 2 мг/кг). Через 14 дней после начала введение однократное введение адъюванта Фрейнда и азида натрия повторяется, но доза их уменьшается вдвое, а спустя еще 7 дней дозу снижают еще вдвое по сравнению со второй. В целом болезнь моделируется на протяжении одного месяца [21].

Выводы. Проблема частоты встречаемости патологических заболеваний, в частности аутоиммунных процессов, является острой как для научных исследований, так и для практикующих врачей. Лечение и диагностика данных процессов достаточно актуальная тема повседневности. Хотя аутоиммунные заболевания относят к редким нозологиям, однако, по разным оценкам, их совокупная встречаемость оставляет 20–25 % среди пациентов с общетерапевтической патологией. Кроме того, распространенные аутоиммунные заболевания ускоряют течение атеросклероза и приводят к сердечно-сосудистой патологии. Стоит заметить, что частота встречаемости аутоиммунных заболеваний растет, причем, причины роста остаются, по сей день, неизвестны. Поэтому важно разрабатывать экспериментальные модели, с целью моделирования аутоиммунных процессов. Так как эти модели позволяют глубже понять суть патологического процесса, его влияние на системы органов, органы и ткани, а так же дают возможности для разработки различных методов лечения данных нозологий. Помимо возможности лечения так же исследуются более быстрые и точные методы диагностики. Все модели, которые используются для индукции аутоиммунного патологического процесса, обязательно содержат в себе полный адъювант Фрейнда. Он позволяет вызвать развитие иммунного процесса, а так же увеличить его продолжительность.

На основе данного обзора, мы в дальнейшем планируем испытать экспериментальную модель развития аутоиммунного васкулита.

Литература:

1. Лапин С. В., Тотолян А. А. Лабораторная диагностика аутоиммунных заболеваний, СПб.: Человек, 2010. — 272 с.: илл.
2. Мохорт Т. В., Воронцова Т. В., Карлович Н. В. Проблемы эндокринологии, 2005. — 6 с.
3. Шостак Н. А. Ревматоидный артрит — современный взгляд на проблему //Медицинский совет. № 4. 2012. С. 89–91.
4. М. В. Громыко, А. И. Грицук. Проблемы здоровья и экологии. № 2. 2012. С. 115–118.
5. Романко Ю. С., Каплан М. А., Попучиев В. В., Сурова Л. В., Эпатова Т. В. Радиация и риск. Том 23. № 1. 2014. С. 66–77.
6. Bendele, A. Sustained blood levels of interleukin-1 receptor antagonist in animal models of arthritis / A. Bendele // Arthritis Rheum. — 1999. — Vol. 42. — P. 498–506.
7. Waksman, B. Immune regulation in adjuvant disease and other arthritis models: relevance to pathogenesis of chronic arthritis / B. Waksman // Scand J Immunol. — 2002. — Vol. 56. — Р. 12–34.
8. Копьева, Т. Н. Патология ревматоидного артрита / Т. Н. Копьева. — М.: Медицина, 1980. — 208 с.
9. C. М. Дроговоз, М. В. Зупанец, А. В. Кононенко, Ж. У. Абдурахмонов Антиартритные препараты природного происхождения — альтернатива НПВС. Фармакологія та лікарська токсикологія, № 3 (44)/2015.
10. А. Н. Гольцев, Е. Е. Ямпольская, М. В. Останков, Н. А. Бондарович Исследование апоптотических процессов в клетках моноцитарно-фагоцитарной системы при развитии адъювантного артрита до и после введения криоконсервированных клеток фетальной печени. Проблемы криобиологии и криомедицины. Том 24. № 3. 2014.
11. Ульянина Л. Р. Залялютдинова Л. Н. Гайнетдинова А. Н. Сравнительная оценка эффективности экспериментальной терапии адьювантного артрита у крыс новым аминокислотным комплексом лития и метотрексатом. Современные проблемы науки и образования. № 4. 2015.
12. Каладзе Н. Н., Загорулько А. К., Меметова Э. Я. Функциональное состояние тимуса у больных юра. Современная педиатрия. № 7(47). 2012.
13. The Nephrotic Syndrome Stephan R. Orth, M.D., and Eberhard Ritz, M. D. N Engl J Med 1998; 338:1202–1211April 23, 1998DOI: 10.1056/NEJM199804233381707.
14. Коломеец Н. Ю., Аверьянова Н. И., Косарева П. В. Разработка модели хронического гломерулонефрита у белых нелинейных крыс. Современные проблемы науки и образования. № 3. 2012. С. 91–99.
15. Кривенцов М.А., Куница В.Н., Куница В.В. Новая наука: Теоретический и практический взгляд. № 9. 2016.
16. Мухин Н. А., Тареева И. Е., Шилов Е. М. Диагностика и лечение болезней почек. — М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002. — 384 с.
17. Мухин Н. А., Шестакова М. В. Диабетическая нефропатия / под ред. И. Е. Тареевой // Нефрология. — М.: Медицина, 2000. — гл. 24. — С. 448–453.
18. Джиоев И. Г., Клочков Д. А., Кабоева Б. Н., Батагова Ф.Э Водовыделительная функция и чувствительность почек к антидиуретическому гормону у крыс с аутоиммунным нефритом. Фундаментальные исследования. № 10–6. 2014. С 1098–1102.
19. Аскаров М. Б., Воробьева Н. Н., Трубицына И. Е., Онищенко Н. А. Коррекция цитокинового дисбаланса и стимуляция регенерации длительно незаживающих аутоиммунных язв желудка с помощью периульцерозной трансплантации мононуклеарных клеток аутологичного костного мозга. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. № 4. 2009. С. 42–45.
20. Бевзенко Т. Б. Почки. № 3. 2015. С. 33–36.
21. Волошин П. В., Воробьева Т. М., Волошина Н. П., Гейко В. В. Український неврологічний журнал.— 2013.— № 2.— С. 123–131.