Проекты

Исследование цитопатического действия вируса паротита на культуру клеток меланомы человека

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Старт в медицину» в секции «Микробиология и эпидемиология»

Направление работы: Клеточная инженерия
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1329
Предметы: Биология
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Старт в медицину» 2020 года

Актуальность

Один из самых опасных видов рака – меланома, которая поражает не только кожу, но и другие органы и ткани, поэтому важно использовать современные и безопасные методы лечения рака. Одним из таких методов является онколитическая виротерапия. Онколитические вирусы обладают способностью непосредственно лизировать неопластические клетки.

Цель

Оценить цитопатическое действие живого вакцинного штамма вируса паротита «Ленинград-3» при заражении клеток метастатической меланомы.

Задачи

1. Оценить пермиссивность клеток меланомы человека к вакцинному штамму вируса паротита.

2. Оценить чувствительность клеток меланомы человека к вирус-опосредованному лизису.

3. Определить эффективность цитопатического действия вируса паротита на клетки меланомы человека.

4. Проанализировать жизнеспособность заражённых клеток меланомы человека.   

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Вакцинный штамм вируса паротита «Ленинград-3» (L-3)

• Клеточная культура меланомы человека Mel Il

• МТТ-тест

• 96-луночный планшет

Описание

Исследования проводились на базе ФГБНУ НИИВС им. И. И. Мечникова, из банка которого были взяты клеточные линии меланомы, вируссодержащий материал и клетки фибробластов. Клеточные линии меланомы заражали аттенуированным штаммом L-3 вируса паротита с различной множественностью инфекции – 0,1; 0,5 и 1 инфекционные единицы (инф. ед.) на клетку.

Затем был проведён МТТ-тест для оценки выживаемости клеток через 24, 48, 72 и 96 часов после заражения. В лунки 96-луночного планшета вносили по 150 мкл ростовой среды. Клетки заражали вируссодержащим супернатантом с различными значениями MOI и инкубировали при +37 °C в атмосфере с содержанием 5% CO2 в течение 3–120 ч. Через каждые 24 ч в лунки добавляли 25 мкл раствора 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенилтетразола бромида (МТТ) и инкубировали 3 ч при +37 °C в атмосфере с содержанием 5% CO2. Далее среду удаляли и добавляли 60 мкл диметилсульфоксид (ДМСО) на лунку для растворения образовавшихся кристаллов формазана. Анализ оптической плотности проводили на микропланшетном детекторе.

Результаты

1. Цитопатическое действие вируса паротита L-3 на клетки наблюдали уже через 48–72 ч после заражения: снижение плотности монослоя и грануляция цитоплазмы клеток, постепенно сходящих с поверхности.

Клеточная линия Mel Il, заражённая аттенуированным штаммом L-3 вируса паротита с различной множественностью инфекции через 72 часа после заражения

(А – КК (незаражённая), В – 0,1 инф. ед. на клетку, Г – 0,5 инф. ед. на клетку, Д – 1 инф. ед. на клетку)

2. При дозе MOI 1.0 содержание жизнеспособных клеток было ниже, чем в случае MOI 0.1 на одном и том же временном интервале. Уже через 48 часов после заражения наблюдалась практически полная гибель клеток Mel Ibr, заражённых вирусом паротита L-3 при MOI 1.0, и оставалось около 30 % жизнеспособных клеток Mel Il, заражённых дозами вируса при MOI 1.0 или 0.1. Для клеток Mel Mtp и Mel Z на этом временном интервале цитотоксический эффект вируса паротита L-3 был менее выражен. Через 96 часов после заражения доля жизнеспособных клеток составляла 6,7 % и 12,2 % для Mel Ibr, 12,3 % и 24,4 % для Mel Il, 17,5 % и 32,3 % для Mel Mtp, 18,1 % и 56,8 % для Mel Z при MOI 1.0 и 0.1 соответственно.

Жизнеспособность клеток фибробластов hTERT-BJ, инкубированных вирусом паротита L-3, c MOI 0.1 (зелёные столбцы) или 1.0 (синие столбцы)

Выводы

1. Вакцинный штамм вируса паротита L-3 эффективно реплицируется в четырех исследованных линиях клеток меланомы человека, но не в нормальных клетках фибробластов человека.

2. В результате вирусной инфекции наблюдается гибель злокачественных клеток.

3. Инфекция неопластических клеток онколитическими вирусами индуцирует антиопухолевый иммунитет.

4. Важно отметить, что клетки нормальных фибробластов были резистентны к заражению вирусом паротита в течение всего периода культивирования, что может быть связано с различной представленностью рецепторов для вируса паротита на поверхности клеток меланомы и нормальных фибробластов.

Перспективы использования результатов работы

Меланома устойчива к химиотерапии, лучевой и гормональной терапии, современным иммунотерапевтическим методам, поэтому очень важны новые подходы к терапии меланомы. Онколитические вирусы, включая живой аттенуированный вакцинный штамм вируса паротита, в последнее время все чаще рассматриваются в качестве перспективных терапевтических агентов.

Сотрудничество с вузом и учреждением при создании работы

1. ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И. М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет).

2. ФГБНУ НИИВС им. И. И. Мечникова.

Мнение автора

«Мне очень понравилось проводить научную работу на одну из актуальных тем в современном мире. Спасибо проекту «Медицинский класс в московской школе» и конференции «Старт в медицину» за то, что позволяете окунуться в научную деятельность, поближе познакомиться с интересующим направлением и получить полезный опыт!»