Influence of Interferon Lambda Drug on Protein-Synthetic Function of Rat Liver under Conditions of Induced Immunosuppression

Research article
DOI:
https://doi.org/10.23649/JAE.2024.41.13
Issue: № 1 (41), 2024
Suggested:
07.12.2023
Accepted:
28.12.2023
Published:
26.01.2024
283
5
XML
PDF

Abstract

Correction of immune dysfunctions in farm animals remains an urgent task of veterinary medicine. Changes in the state of the immune system are in close connection with the homeostasis systems of the organism, and, in particular, with protein metabolism. Therefore, in this study, we have examined the effect of recombinant interferon lambda on protein metabolism of rats with cyclophosphamidine-induced immunosuppression. Three groups of white mongrel rats, n=10 in each group, were formed. The first and second groups received intraperitoneal injections of cyclophosphamide at a course dose of 210 mg/kg. The rats of the second group received intramuscular injection of interferon lambda at a dose of 0.1 ml/kg in a volume of 0.2 ml twice at an interval of 48 h on the 5th day after completion of cyclophosphamide administration. Rats of the third group acted as negative controls. Using generally accepted methods, some biochemical parameters (content of total protein, urea, creatinine, aspartate and alanine aminotransferase activity), as well as the amount of total immunoglobulins and protein fractions were studied in the blood plasma of rats. As a result of the experiments in immunosuppressed animals, depressed protein metabolism was observed, but the administration of interferon-lambda resulted in less pronounced changes. Thus, in group II there was a smaller decrease in total protein by 4% and creatinine by 70% relative to group I rats. Also in group II, unlike group I, no significant increase in alpha- and beta-globulins was found relative to the control group. In addition, the amount of immunoglobulins in rats from group II was 15.4% higher than in animals from group I. Thus, application of recombinant interferon lambda preparation to experimental rats showed its immunoprotective and hepatoprotective properties under conditions of cyclophosphamidine-induced immunosuppression. The drug interferon lambda had a corrective effect on the protein fractional composition and the level of total immunoglobulins.

1. Введение

Дисфункции иммунных органов, как у человека, так и у животных, обусловлены многофакторными причинами природного и антропогенного происхождения, а также инфекционными заболеваниями различной этиологии

.

Современные реалии интенсивного ведения животноводства ставят перед ветеринарной фармакологией задачу поиска, разработки и апробации безопасных и эффективных препаратов для оптимизации иммунологического профиля животных. В качестве таких средств рассматриваются препараты на основе рекомбинантных интерферонов, корригирующих иммунные дисфункции посредством нивелирования дефицита эндогенных регуляторных молекул и воспроизведения их эффектов

,
,
.

Система интерферона представляют собой семейство секретируемых белков, она не имеет ни специализированных клеток, ни органов, и существует в каждой клетке и влияют на широкий спектр физиологических процессов, регулирующих врожденный и адаптивный иммунитет. Интерфероны всех типов образуют тесные прямые и обратные связи с различными компонентами иммунной системы, при этом многообразие их функций свидетельствует о контрольно-регуляторной роли в поддержании гомеостаза

,
,
.

В рамках доклинических фармакологических исследований в качестве экспериментальной модели на лабораторных животных используют вторичный иммунодефицит, индуцированный высокими дозами циклофосфамида

,
. Это позволяет воспроизвести иммуносупрессию и оценить эффекты изучаемых препаратов, как в направлении иммунного ответа, так и сдвигов метаболических процессов в организме в целом.

Целью работы являлось изучение влияния препарата рекомбинантного интерферона лямбда на показатели белкового обмена у лабораторных крыс в условиях индуцированной циклофосфамидом иммуносупрессии в эксперименте.

2. Методы и принципы исследования

Исследования были проведены в ФГБНУ «ВНИВИПФиТ» на базе отделов экспериментальной фармакологии и функционирования живых систем, отдела клинико-лабораторных исследований и вивария. Дизайн эксперимента соответствовал требованиями действующих международных и российских законодательных актов и был одобрен биоэтической комиссией организации. Объектом исследования выступал препарат видоспецифичного для крупного рогатого скота рекомбинантного интерферона лямбда с активностью не менее 10000 МЕ/мл (ООО «НПЦ «ПроБиоТех», Республика Беларусь). На основании ранее проведенных экспериментов в рамках доклинических исследований нами была подобрана условно-терапевтическая доза данного препарата, составляющая 0,1 мл/кг.

Биологической тест-системой служили белые беспородные лабораторные крысы разведения вивария ФГБНУ «ВНИВИПФиТ», массой тела 220,0 г±10%, на которых воспроизводили вторичную иммуносупрессию. Для её моделирования белым лабораторным крысам внутрибрюшинно вводили циклофосфамид («Эндоксан® 200 мг», «Baxter Oncology GmbH», Германия) в дозе 70 мг/кг, который содержался в растворе объемом 0,5 мл. Указанную дозу вводили трехкратно с интервалом 48 часов (курсовая доза составила 210 мг/кг). Данная доза была выбрана на основании изученных литературных данных открытого доступа и проведенной нами серии экспериментов по отработке модели.

В соответствии с дизайном эксперимента были сформированы 3 группы самок белых лабораторных крыс по 10 животных в каждой:

I группа – иммуносупрессированные крысы;

II группа – иммуносупрессированные крысы, которым на 5-е сутки после третьей инъекции циклофосфамида внутримышечно вводили препарат интерферона лямбда в дозе 0,1 мл/кг в объеме 0,2 мл двукратно с интервалом 48 ч;

III группа – группа контроля, которым вводили изотонический раствор натрия хлорида внутрибрюшинно и внутримышечно аналогично группе II в эквивалентных объемах.

На 24 день эксперимента все задействованные в исследовании животные были подвергнуты эвтаназии, которая осуществлялась посредством передозировки углекислого газа. Далее проводили отбор проб крови из полостей сердца путем его пункции в пробирки с этилендиаминтетрауксусной кислотой. Полученные образцы центрифугировали при температуре +4 °С, со скоростью вращения 2000 об/мин в течение 20 минут для получения плазмы крови.

В плазме крови определяли количество общего белка, мочевины, креатинина, активность ферментов аспартат- и аланинаминотрасфераз (АCТ и АЛТ) – наборами фирмы «Витал» (Санкт-Петербург, РФ). Помимо вышеуказанных показателей, также определяли количество общих иммуноглобулинов и белковые фракции по общепринятым методикам

.

Для статистической обработки полученных данных использовали пакет программ Statistica v10 (STATsoft, USA) с расчетом средней арифметической (М) и ошибки средней (SЕ). Сравнение групп проводили с помощью U-теста Майна-Уитни. Cтатистическая гипотеза считалась достоверной при р˂0,05.

3. Основные результаты

В ходе проведенного эксперимента было установлено, что в группах иммуносупрессированных крыс наблюдалось достоверное снижение содержания общего белка в крови: на 17,3% (р<0,005) (группа I) и 13,9% (р<0,05) (группа II) относительно животных группы контроля (III) (таблица 1). Достоверной разницы между группами иммуносупрессированных крыс установлено не было, различия составляли 4,0%.

Таблица 1 - Показатели белкового обмена у лабораторных крыс в условиях эксперимента

Показатели

Группы животных

I

II

III

Общий белок, г/л

62,3±3,43**

64,8±3,25*

73,5±1,44

Альбумины, г/л

27,2±2,04*

27,7±1,23**

36,5±2,45

Альфа-глобулины, г/л

10,8±0,95*

9,16±0,64

8,09±0,62

Бета-глобулины, г/л

16,1±0,99*

12,9±1,16

13,4±0,95

Гамма-глобулины, г/л

10,7±0,12**

12,5±1,04*

15,6±1,10

АЛТ, Е/л

31,2±3,49**

38,6±1,26**Δ

51,0±3,49

АСТ, Е/л

68,1±4,71*

72,8±5,43

81,6±4,71

Креатинин, мкМ/л

13,7±1,33***ΔΔΔ

23,3±0,79***

36,4±2,20

Мочевина, мМ/л

6,68±0,47*

6,10±0,42

5,60±0,18

Примечание: При *р<0,05, **р<0,005, ***р<0,0005 относительно группы контроля (группа III); при Δр<0,05, ΔΔΔр<0,0005 относительно животных группы I (ЦФ)

Помимо снижения общего белка у животных в иммуносупрессированных группах происходит достоверное снижение уровня альбуминов на 24,1 – 25,5% относительно такого в группе контроля. При этом значения альфа-глобулинов и бета-глобулинов в группе I были выше в 1,3 раза и на 20,1%, соответственно. Необходимо отметить, что в группе II подобные изменения отсутствовали. Однако при этом количество гамма-глобулинов в обеих группах было достоверно снижено относительно контроля на 19,9-31,4%. Разница по данному показателю между группами I и II составляла 14,4% в пользу второй группы, но была статистически недостоверна. Однако, при определении уровня общих иммуноглобулинов (рис. 1), было зафиксировано, что в группе II их значения были достоверно выше группы I на 15,4% (р<0,005), что указывает на корригирующее влияние препарата интерферона лямбда. При сравнении данных показателей со значениями контрольной группы отмечали их уменьшение на 25,9% в группе I и на 12,4% в группе II.

Уровень общих иммуноглобулинов в крови подопытных крыс

Рисунок 1 - Уровень общих иммуноглобулинов в крови подопытных крыс

Вместе с вышеуказанными результатами в организме иммуносупрессированных крыс групп I и II было зафиксировано статистически значимое снижение активности аланинаминотрансферазы и аспартатаминотрансферазы. В группе I их значения были ниже уровня контроля на 38,8 и 16,5%, а в группе II – на 24,3 и 10,8%, соответственно. При этом различие между этими группами по уровню АСТ и АЛТ составляло 6,5 и 23,7%, соответственно. Количество мочевины при этом в группе I было достоверно повышено на 19,3%, а креатинина – понижено на 62,4% относительно группы контроля. Изменения в группе II были менее выражены и характеризовались увеличением уровня мочевины на 8,2% и снижением креатинина на 36,0%. Эти изменения соотносятся с зафиксированной в эксперименте потерей массы тела у иммуносупрессированных крыс (рис. 2). Измерение массы тела подопытных крыс показало, что в группах I и II отмечали ее снижение к 24 дню эксперимента на 31,0% и 26,5%, соответственно, относительно исходных данных. Разница между этими группами составила 16,9%.
Динамика массы тела подопытных крыс в эксперименте

Рисунок 2 - Динамика массы тела подопытных крыс в эксперименте

4. Обсуждение

Изменение общей иммунореактивности организма под воздействием различных неблагоприятных факторов отражается на фракционном составе плазмы крови. Приоритетным и выполняющим координирующую функция в метаболизме веществ считается обмен белков. Известно, что применение циклофосфамида вызывает нарушение функциональной активности печени и почек, проявляющееся в изменении белково-синтетической активности этих органов, что связано с особенностями взаимодействия алкилирующих веществ с ДНК, нарушающих ее стабильность, вязкость и впоследствии целостность в клетках

,
. В результате моделирования иммуносупрессии циклофосфамидом у крыс происходило угнетение гуморального иммунитета, что подтверждается данными, полученными при определении содержания общих иммуноглобулинов. Однако, помимо иммунологических сдвигов, в организме крыс происходили изменения белкового обмена, которые характеризовались снижением общего белка, фракции альбуминов, креатинина и увеличением уровня мочевины. Мочевина и креатинин представляют собой продукты белкового метаболизма и характеризуют заключительную стадию белкового обмена, то есть распада белка. Выявленные изменения их уровня свидетельствуют об усилении катаболических процессов, сопровождающихся повышенным распадом белка и снижением их синтеза в организме, что сопровождается потерей массы тела. Уменьшение белково-синтетической способности печени в сочетании со снижением активности трансминаз косвенно указывает на возникновение гепатодепрессивного синдрома. Данные изменения также связаны с непосредственным побочным действием циклофосфамида – гепатотоксичностью, нарушением структуры гепатоцитов и функциональной активности органа
,
,
. Также необходимо отметить, что на фоне применения циклофосфамида происходило увеличение альфа- и бета-глобулиновых фракций белка, указывающих на развитие воспалительной реакции, однако применение препарат интерферона лямбда препятствовало возникновению данного процесса. Установлено, что его введение частично нивелировало побочные действия циклофосфамида, что выражалось в снижении иммуносупрессивного и гепатотоксического действия и выраженности катаболического эффекта.

5. Заключение

Таким образом, применение препарата рекомбинантного интерферона лямбда подопытным крысам показало его иммунопротективные и гепатопротективные свойства в условиях циклофосфамидиндуцированной иммуносупрессии. Это выражалось в нивелировании снижения уровня общих иммуноглобулинов, катаболических процессов и сохранении белковосинтетической функции печени. У иммуносупрессированных крыс препарат интерферона лямбда в условиях эксперимента оказал корригирующее действие на фракционный состав белка крови. Эти изменения можно связать с активизацией метаболических процессов в организме и мобилизацией резервов для пластических и энергетических затрат под влиянием исследуемого препарата.

Article metrics

Views:283
Downloads:5
Views
Total:
Views:283