Проекты

Оценка выживаемости клеток при воздействии потенциальных лекарственных веществ

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Биотехнологии. Молекулярная биология. Генетика» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Фармацевтическая технология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1598
Предметы: Биология, Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» 04−05 апреля 2019 года

Актуальность

Первый этап создания нового лекарства – это его доклинические испытания, которые, как правило, начинаются с исследований in vitro, то есть вне живого организма. При этом многие эксперименты проводятся на культуре живых клеток. На сегодняшний день методы in vitro очень популярны как с точки зрения высокой инновационности, так и с позиции гуманного обращения с животными.

Цель работы: определить показатель цитотоксичности LC50 и терапевтический индекс 2-аминопиримидина для раковой клеточной линии Jurkat методом МТТ-теста.

Задачи

  1. Получить теоретические представления о методах клеточной биологии, необходимых для данного исследования, и ознакомиться с необходимой терминологией.
  2. Подготовить клетки раковой линии для эксперимента.
  3. Воздействовать на клетки раствором 2-аминопиримидина в различных концентрациях.
  4. Оценить выживаемость клеток с помощью МТТ-теста.
  5. Определить значение летальной концентрации (LC50) 2-аминопиримидина.
  6. Провести аналогичный эксперимент для здоровых лейкоцитов и рассчитать терапевтический индекс 2-аминопиримидина.

Содержание работы

В работе была проведена оценка степени токсичности 2-аминопиримидина для клеточной линии Jurkat.

Для эксперимента криоконсервированные клетки Jurkat были разморожены и культивировались на питательной среде. Затем проводилась подготовка клеток для МТТ-теста: подсчёт числа живых клеток с помощью счетной камеры Горяева и обработка их раствором 2-аминопиримидина различных концентраций.

Затем с этими клетками проводился МТТ-тест, и по полученным данным была определена зависимость выживаемости клеток от концентрации 2-аминопиримидина.

Для оценки терапевтического индекса 2-аминопиримидина был проведен также аналогичный эксперимент со здоровыми лейкоцитами. На основе полученных зависимостей были рассчитаны летальные концентрации 2-аминопиримидина для клеточной линии Jurkat и для здоровых лейкоцитов. Затем был рассчитан терапевтический индекс 2-аминопиримидина для клеточной линии Jurkat.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы:

- ламинарный бокс II класса биобезопасности Hera Safe Thermo electron corporation;

- СО2-инкубатор Sanyo;

- центрифуга настольная Eppendorf Centrifuge 5810 R;

- микроскоп инвертированный Zeiss Axiovert 40 CFL;

- анализатор микропланшетный автоматический Tecan Infinite M200 PRO;

- камера Горяева;

- дозаторы одноканальные с переменным объемом 0,1–5000 мкл;

- дозаторы восьмиканальные с переменным объемом 20–100 мкл;

- наконечники к дозаторам 0,1–5000 мкл;

- флаконы культуральные площадью 25 см2;

- пробирки центрифужные типа эппендорф 1,5–2,0 мл;

- пробирки центрифужные 15 мл;

- пипетки на 1, 2, 5, 10 мл;

- планшеты культуральные плоскодонные 96-луночные.

Выводы

Проведенный эксперимент наглядно продемонстрировал возможность использования тестов in vitro для прогнозирования токсических концентраций химических веществ в организме человека. Цель работы достигнута. Цитоксичность 2-аминопиримидина оказалась выше по отношению к раковым клеткам Jurkat, чем к здоровым лейкоцитам.

Однако полученный терапевтический индекс очень низкий для того, чтобы сказать, что 2-аминопиримидин является эффективным и безопасным лекарственным веществом. В ИБМХ им. В. Н. Ореховича, на базе которого проводилось данное исследование, ведется работа по поиску наиболее эффективных комплексов на основе 2-аминопиримидина для лечения лейкемии. Данное исследование позволило сделать вывод, что для достижения наилучшего результата необходимо модифицировать 2-аминопиримидин и изучать цитотоксичность этих веществ.

Перспективы использования результатов работы

Полученные нами данные могут быть использованы для сравнения с терапевтическими индексами исследуемых в ИБМХ им. В. Н. Ореховича комплексов на основе 2-аминопиримидина для лечения лейкемии.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В. Н. Ореховича.

Особое мнение

«Этот проект дал мне возможность общения с экспертами в той области науки, которую я исследовала в своей работе.

Я сумела развить уверенность в себе и своих силах, стала больше ценить проделанный мною труд. Работая над проектом, я смогла превратить мечту в цель и стала ещё больше изучать ту сферу, в которой хотела бы работать в будущем.

Проект позволил мне открыть в себе новые интересы, познакомиться с другими участниками конференции, которые прошли не менее насыщенный и трудный путь».