Биотестирование и его применение сегодня

Биотестирование и его применение сегодня

n Н.С.Присуха, руководитель группы разработки проектов биотестирования биофака МГУ

Наталья Сергеевна Присуха, выпускница биологического факультета Московского Государственного университета им. М.В.Ломоносова кафедры эмбриологии, работала в области биотестирования в медицинской промышленности, возглавляла лабораторию биологического контроля качества на ЗАО «ДИОД». С 2006 г . руководитель группы разработки проектов биотестирования биофака МГУ.

иологический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова представляет собой научно-образовательную структуру, объединяющую в своем составе 26 кафедр, сотрудники которых являются высококвалифицированными специалистами практически во всех областях современной биологии. Высокий научный потенциал факультета положительно отражается на уровне подготовке специалистов-биологов. С наступлением «эры биологии» разработки и методики для проведения биотестирования оказались на пике востребованности. На биологическом факультете МГУ практически на всех кафедрах используются как широко известные методы тестирования   биологических объектов,   так и оригинальные разработки. На сегодняшний день арсенал биологического факультета позволяет проводить более 200 тестов, ряд из которых являются уникальными. В качестве исследуемых веществ могут выступать практически любые соединения, как природного, так и искусственного происхождения, а также их смеси, применяемые в различных областях пищевой и фармацевтической промышленности, косметологии и производстве бытовой химии.

 Б

В различных областях промышленности возникает всё большая потребность в проведении разнообразных биологических тестов, связанная с ростом использования биологических объектов в практике, а также с нарастанием экологических проблем. Используемые в производственных лабораториях методы физико-химического, аналитического и микробиологического контроля не всегда могут дать адекватную картину действия того или иного вещества на целостный организм. Кроме того, многие вещества как природного, так и синтетического происхождения, являются многокомпонентными, что затрудняет их физико-химическую стандартизацию.

Для решения подобных задач на биологическом факультете МГУ им.М.В. Ломоносова создали подразделение для коммерческого использования научного потенциала факультета и систематизации используемых на факультете методов биотестирования с позиции практической э ксплуатации. Предлагаемые факультетом тесты позволяют произвести полное доклиническое испытание практически любого фармацевтического препарата и БАД, выявить некачественную продукцию или компоненты сырья с большей достоверностью, чем применяемые в настоящее время в производственных лабораториях методы физико-химического анализа. С помощью используемых на биологическом факультете   тестов, можно исследовать влияние веществ на состояние сердечно-сосудистой, лимфатической, иммунной, эндокринной, нервной, дыхательной и ещё ряда систем организма; определять генотоксические свойства (мутагенность), выявлять цитотоксичность, острую и хроническую токсичность, антиоксидантную активность, осуществлять контроль морфогенетической активности физических и химических факторов, проводить полное биохимическое и биофизическое исследование веществ, исследовать фармакокинетику готовых препаратов и исходного сырья. В своей работе мы используем хорошо зарекомендовавшие себя и проверенные временем методы биотестирования: в частности, мы работаем на млекопитающих, на культурах клеток, на низших животных, на сине-зелёных водорослях и   используем в своей работе все современные способы проведения биохимических исследований.

Также нами разрабатывается программа подготовки и обучения специалистов   для создания экспресс-лабораторий   непосредственно на базе производителей. Создание подобных лабораторий на предприятиях, работающих с природными веществами, позволит улучшить контроль качества сырья и готовой продукции, а также позволит экономить время и деньги производителей.

В качестве примеров, предлагаемых нами тестов, можно выделить ряд новых разработок для биотестирования. Так, новой биотехнологической системой   выявления действия сверхмалых концентраций химических препаратов на пролиферацию и дифференцировку клеток является «Морфотест». Биологической моделью системы является процесс регенерации - отрастания головной части тела пресноводных плоских червей - планарий. На регенерацию влияют различные химические факторы среды: тяжелые металлы, пестициды, различные нейротропные препараты, стероидные и пептидные гормоны, и другие биологически активные вещества. На данный момент этот метод является самым   чувствительным среди известных.

Для выявления как прямых, так и косвенных ДНК - повреждающих   физико-химических факторов нами применяется «Комета-тест». Для оценки генотоксических свойств соединений in vitro   методом «Комета-тест» в качестве тест - объектов используют традиционно применяемые в исследованиях клетки первичных и перевиваемых культур животных и человека.   Созданный программно-аппаратный комплекс для обеспечения исследований этим методом является уникальным для России. Разработанное программное обеспечение имеет ряд преимуществ перед аналогичными зарубежными продуктами. Суть метода заключается в разделении генетического материала электрофорезом. Далее полученные фрагменты ДНК   прокрашивают красителем   и анализируют методом флуоресцентной микроскопии. В случае генотоксической активности исследуемого вещества на электрофореграмме появляется «хвост» из фрагментов ДНК.

Для определения иммуномодулирующих свойств веществ и их способности стимулировать эндокринную систему служит тест-модель   мелатонин – меланин. В качестве биологического объекта используется   пигментная система амфибий. Меланофоры – пигментсодержащие клетки организма земноводных, способные   к перераспределению содержащегося в них пигмента определяемого физиологическими реакциями пигментной системы. Мелатонин - эпифизарный гормон, стимулирующий агрегацию меланина в меланофорах. Мелатонин выделяется в организме в ответ на стимуляцию эндокринной и иммунной систем. Меланофорный индекс Хогбена и Стоума (Mi) – степень агрегации или дисперсии пигмента в меланофоре, оцениваемая по пятибалльной шкале.  

Сочетание новейших биотехнологий и методов, проверенных временем, дают возможность создавать гибкую, дифференцированную систему батарейного тестирования, позволяющую оценить качество конкретного препарата наиболее полным и быстрым способом.

Междисциплинарная лаборатория биотестирования при Биологическом факульте МГУ им. М.В.Ломоносова располагается на Воробьёвых горах в здании биологического факультета.