Полиорганный микроядерный тест в эколого-гигиенических исследованиях

нарушение молекулярных генетических процессов

«Стандартные» методы оценки влияния факторов окружающей среды на генетическое здоровье человека ранее заключались в учете:
частоты и структуры злокачественных новообразований
частоты и структуры врожденных пороков развития
частоты и структуры спонтанных абортов
частоты и структуры перинатальной смертности
отдаленные последствия

Задача гигиены окружающей среды- своевременное и корректное выявление мутагенов с целью запрета и ограничения их использования.
За последние 25 лет одним из наиболее широко использующихся в практике оценки генотоксических свойств факторов окружающей среды стал микроядерный тест

Разработчики полиорганного микроядерного метода в России
Лаборатория генетического мониторинга
«ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им А.Н.Сысина РАМН» (г.Москва)

Микроядро
Может быть представлено:
Фрагментом хромосомы без центромерного участка
Одной или несколькими хромосомами

Митоз

По сути это единственный метод, позволяющий оценивать цитогенетический эффект исследуемых факторов в интерфазных клетках
Это отличие обеспечивает значительные преимущества микроядерного метода:
- возможность учета кроме цитогенетических эффектов воздействия факторов, других кариологических изменений, которые характеризуют пролиферативную активность ткани и процессы гибели клеток.

Объекты исследования при микроядерном тестировании
В экспериментальных исследованиях на лабораторных животных:
Эритроциты крови
Клетки органов желудочно-кишечного тракта
Гепатоциты
Клетки органов дыхательной системы
Клетки органов выделительной системы
При обследовании людей:
- Лимфоциты периферической крови
Буккальные эпителиоциты
Назальные эпителиоциты
Уротелиальные эпителиоциты

Полиорганый микроядерный тест в эколого-генетических исследованиях обеспечивает решение различных задач:
Исследование механизмов действия различных эндогенных и экзогенных факторов на уровне клеток, органов и организма в целом
Исследование взаимосвязи мутагенного и канцерогенного эффекта различных факторов при изучении этих эффетктов в одних и тех же клетках, тканях и органах
Определение и сопоставление органов-мишений муиагенного и канцерогенного действия химических соединений
Прогноз канцерогенных свойств исследуемых препаратов в системе краткосрочных тестов
Обеспечение корректной экстраполяции данных по мутагенному эффекту у млекопитающих на людей с учетом органной специфичности

Оценка цитогенетического статуса человека микроядерным методом

Микроядерный тест в буккальных и назальных эпителиоцитах

Буккальный эпителий

Назальный эпителий

Особенности изучения слизистых оболочек полости рта и носа
Данные типы эпителиальных тканей являются пограничными, т.е. первыми мишенями действия факторов окружающей среды
Участвуют в воспалительных и иммунных реакциях
Достаточно быстро обновляются, что дает возможность регистрации эффектов воздействия факторов в краткосрочный период

Преимущества микроядерного анализа в буккальных и назальных эпителиоцитах
Получение материала не требует инвазии
Простота в приготовлении препаратов
Относительно дешев
Содержит активно делящиеся клетки
Достаточно информативен (можно определить цитогенетические, пролиферативные и деструктивные аномалии)

НАРУШЕНИЕ ПРОЛИФЕРАЦИИ
ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ
АПОПТОЗ
НЕКРОЗ
микроядро
протрузия «пузырек»
протрузия «яйцо»
протрузия «язык»
двуядерность
круговая насечка
кариопикноз
апоптозные тела
кариолизис
конденсация хроматина
перинуклеарная вакуоль
вакуолизация ядра
кариорексис

Микроядро
Представляет собой:
Фрагмент хромосомы без центромерного участка, образованный в результате повреждения ДНК
Одна или несколько хромосом, отставших в анафазе митоза в результате повреждения нитей веретена деления
- Небольшое (не>1/3 ядра) округлое с четким контуром ДНК-содержащее образование за пределами основного ядра

Ядерные протрузии
- ДНК-содержащие ядерные структуры в цитоплазме шаровидной формы, четко отграниченные от ядра и соединяющиеся с ним перемычкой
Образованы фрагментами или целыми хромосомами
Образованы в результате элиминации ДНК-репарационных комплексов
Являются результатом почкования ядра
«пузырек»
«разбитое яйцо»
«язык»

Сдвоенные ядра в клетке
Образованы в результате незавершенного митоза (нарушение цитотомии)
Двуядерные клетки
Образованы в результате незавершенного митоза (нарушение цито- и кариотомии)

Апоптоз- запрограммированная гибель клеток
Процесс, посредством которого внутренние или внешние факторы, активируя генетическую программу, приводят к гибели клетки и ее удалению из ткани
Обеспечивает элиминацию генетически поврежденных клеток
Некроз – гибель клеток и тканей в живом организме под воздействием различных (эндо-,экзогенных) факторов
Генетически не контролируется

Перинуклеарная вакуоль
Высветленный участок цитоплазмы округлой формы с четкими границами, вблизи ядра и вызывающий смещение хроматина
Ядерные вакуоли
Округлые образования, возникающие в результате лизиса хроматина;
Сопровождаются «разбуханием» ядра по отношению к ядрам основной клеточной популяции

Конденсация хроматина
Компактизация хроматина, сопровождающаяся образованием глыбок и тяжей, между которыми остаются полости, заполненные кариоплазмой
Кариорексис
Фрагменты конденсированного хроматина, образованные в результате высокой активности нуклеаз

Кариопикноз
Дегенеративное изменение ядра
Возникает при преобладании ферментов конденсации в сравнении с нуклеазами; ядро уплотняется, уменьшается, становится темно окрашенным
Кариолизис
Дегенеративное изменение ядра, сопровождающеея утерей способности к окрашиванию хроматина с последующим полным его исчезновением
морфологически выглядит как бледно окрашенный гомогенный хроматин, от ядра остается «тень»