Анализ мутагенного эффекта лекарственных препаратов с помощью тест-системы на дрозофиле

Проведено исследование мутагенного эффекта двух разрабатываемых и еще незапатентованных лекарственных препаратов с использованием тест-систем Drosophila melanogaster: Basc (Меллер-5) и спаянных Х-хромосом. Обнаружено, что 5% раствор лекарственного препарата гроссгемина при пероральном введении в имаго дрозофилы не проявляет мутагенного эффекта. Пероральное введение экстракта 10% раствора циномориума джунгарского, также показал отсутствие мутагенного влияния при сравнении со спонтанным уровнем мутирования.

Введение

Загрязнение окружающей среды опасно не только ныне живущему поколению, но часто представляет опасность для грядущих поколений, поскольку многие загрязнители мутагенны (или, что почти, то же самое, генетически активны). Выявление и устранение отрицательных генетически активных факторов среды обитания человека – задача гене- тической токсикологии, которая представляет собой наиболее активно развивающийся раздел экологической генетики. Это объясняет ее огромное прикладное значение.

В открытие индуцированного мутационного процесса потребовалось значительных усилий. Исследователь Г.Дж Меллер получил Нобелевскую премию за открытие мута- генного действия рентгеновых лучей (1927) [1]. Настоящее время мутагены обнаружи- ваются повсеместно. Многие продукты производственной деятельности человека, появляются как результат так называемого технического прогресса и обладают мутагенной активностью. При этом мы говорим не только об отходах производства. К этой группе относятся также лекарства, консерванты, пищевые добавки и красители, косметика, инсектициды и пестициды, не говоря уже о дыме сигарет и излучениях, сопровождающих «мирный атом», тем более оружие массового уничтожения – ядерное и химическое [2].

Наибольший интерес представляет генетическая активность исследуемых агентов для человека. Поскольку прямое исследование их действия на человека невозможно, приходится прибегать к модельным объектам. Полученные с их помощью результаты в значительной степени справедливы и для человека из-за биологической универсальности свойств генетического материала – ДНК. Тем не менее, экстраполяция получаемых результатов на человека всегда представляет некоторые сложности, так как наряду с принципом биологической универсальности следует учитывать и специфику объектов, имеющих свои генетические особенности реагирования на мутагены.

В Казахстане с 1979 года все новые химические соединения проходят проверку на генетическую активность. Это своеобразная служба генетической безопасности, использующая богатый арсенал различных тест-систем для выявления генетической активности. Эти системы позволяют учитывать мутации генов рекомбинации ДНК и т.д. При этом используются различные объекты: бактерии, дрожжи и другие низшие грибы, плодовая мушка-дрозофила, растения, культура животных и человека. 

Материалы и методы

Для эффективной проверки генетических факторов мы использовали тест на дрозофиле, проверяли генетические эффекты новых, еще не получивших панент лекарст- венных препаратов: гроссгемина и экстракта из циномориума джунгарского. По этой причине не описывается состав гроссгемина, из которого создают капли в нос от простуды и состав препаратов с экстрактов циномориума, которые используется для лечения репродуктивной системы мужчин и женщин. Гроссгемин и  экстракт циномориума вводили мушкам перорально, скармливанием эти вещества подвергались пищеваритель- ным преобразованиям, потому что дрозофила обладает микросомальной ферментативной системой, сходно с таковой в печени млекопитающих [2].

Применили метод спаянных Х-хромосом и Меллер-5 для анализа индукции видимых и летальных мутации в половой Х-хромосоме. Препараты вводились в концентрации, которые рекомендованы производителями. 

Результаты исследований

Проводили скрещивания самцов линии yellow (желтое тело) и normal (дикий тип) с самками тест-линий: Basc и спаянных Х- хромосом. Предварительно самцов содержали в течение 20-24 часов на 2% сахарозы с 5% растворе гроссгемина, либо с 10 % растворе циномориума. Метод Меллер - 5 позволяет выявить летальные и морфологические мутации в Х-хромосоме во втором поколении, а метод спаянных Х-хромосом – в первом поколении. Во всех вариантах эксперимента скрещивания проводились в соответствии с ниже приведенными схемами (рис 1, 2).

 Метод Меллер-5 для обнаружения летальных и видимых мутаций в Х-хромосоме

Рисунок 1. Метод Меллер-5 для обнаружения летальных и видимых мутаций в Х-хромосоме [3]

Метод double yellow для обнаружения летальных мутации в Х-хромосоме

 

В опыте и в контроле а, с - культуры без леталей соответственно; b, d - культуры с леталями в опыте и контроле соответственно; N - общее число культур.

Если 32 опыта < 32 табл. = 3,8, если число степеней свободы =1, то различия между c и d (и соответственно a и b) недостоверны. В нашем эксперименте 32 опыта равен 0,94 в случае гроссгемина, т.е. превышает табличное значение 32 . На основании этого можно утверждать,  что  гроссгемин  в  концентраций  5  %  и  пероральном  введение  в имаго дрозофилы не обладает мутагенным действием в соответствии с международной града- цией мутагенных эффектов [5]. В более ранних исследованиях с использованием 2% раствора гроссгемина в аналогичных экспериментах мутагенного эффекта также не обнаружили. Следовательно, при пероральное введение экстракта 10% раствора циномо- риума джунгарского, также показал отсутствие мутагенного влияния при сравнении со спонтанным уровнем мутирования.

Статистическая обработка данных эксперимента с 10% раствором экстракта из циномориума показало, что 32 опыта равен 0,12, что значительно меньшее 32 табличного, что свидетельствует об отсутствии мутагенного эффекта при пероральном введении.

 

Литература 

  1. Мезина С.И. Наследственность и изменчивость: Учебное пособие. – Новосибирск: Изд. НГПУ, 2009. - С. 6-18
  2. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика: Учеб.пособия. – Новосибирск: Изд-во Новосибирск. ун-та.- - С.51-64
  3. Медведев Н. Н. Практическая генетика. – М.: Наука, 1968. С. 96-100.
  4. Плохинский М.М. Статистическая генетика: корреляция качественных признаков, коэффициент ассоциации X2 для четырехпольных и многопольных таблиц. - М.: Изд-во МГУ. - 1970. - 367 с.
  5. Warder F.E., Sobel F.N., Vogel E. Drosophila as an assay system for detecting genetic changes// Handbook of mutagenicity test procedures. – Elsevier.1994. p. 551-601.
Год: 2013
Город: Алматы