Анотація до роботи:

Стадник В.В. Біохімічні особливості пріон-протеїну за норми та патології. — Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 – біохімія. – Інститут біології тварин УААН. Львів, 2008.

Дисертація присвячена вивченню біохімічних особливостей фізіологічного та патологічного пріон-протеїнів і їхніх ізоформ за норми та при пріонних інфекціях у тварин.

З’ясовано біохімічні особливості фізіологічного пріона та його ізоформ у різних структурно-функціональних відділах головного мозку великої рогатої худоби і щурів. У тканинах головного мозку великої рогатої худоби вперше виявлено ряд додаткових ізоформ фізіологічного пріона. Встановлено, що при нетиповій формі (ГАЕ ВРХ) губчастоподібної енцефалопатії великої рогатої худоби патологічний пріон накопичується в оливному ядрі довгастого мозку і має інтранейрональний тип депозитування, тоді як типова форма ГЕ ВРХ характеризується відкладенням агрегатів патологічного пріона в міжклітинному середовищі дорзального ядра довгастого мозку.

Встановлено, що препарати гепарину та пентосан полісульфату здатні знижувати рівень фізіологічного пріона у тканинах центральної нервової системи лабораторних тварин.

Досліджено механізм взаємодії фізіологічного рекомбінантного пріона та пентосан полісульфату in vitro. Виявлено, що ця взаємодія є специфічною, високоафінною та зумовлюється взаємодією сульфатних груп пентосан полісульфату з залишками аргініну 148 та 151 поліпептидного ланцюга пріона.

Вперше вивчено біохімічні особливості клітинної та тканинної локалізації фізіологічного і патологічного пріонів та їх ізоформ при типовій і нетиповій формах губчастоподібної енцефалопатії великої рогатої худоби, досліджено вплив гепарину та пентосан полісульфату на рівень фізіологічного пріона, його ізоформ та ряду пріон-залежних показників у лабораторних тварин, виявлено молекулярний механізм взаємодії фізіологічного пріона (рекомбінантний препарат) та пентосан полісульфату.

1. У головному мозку найвищий рівень фізіологічного пріона знаходиться у довгастому мозку та частинах нюхового шляху, менше – у мозочку, епіфізі та лобних долях великих півкуль.

2. У великих півкулях головного мозку, довгастому мозку, епіфізі, мозочку, двогорбковому тілі, нюховому тракті та нюхових горбиках великої рогатої худоби у співвідношенні глікоформ фізіологічного пріона переважає диглікозильована форма (44 – 70 %), деглікозильована ізоформа представлена у найменшій кількості (10 – 25 %), а проміжні форми мають середні положення (20 – 38 %).

3. Губчастоподібна енцефалопатія великої рогатої худоби та губчастоподібна амілоїдна енцефалопатія великої рогатої худоби відрізняються між собою молекулярними властивостями патологічного пріона, а саме різною молекулярною масою ізоформ та характером локалізації в тканинах та клітинах головного мозку, що може свідчити про наявність двох різних штамів збудника.

4. Для ГЕ ВРХ характерними ознаками є екстранейрональний тип акумуляції патологічного пріона в дорзальному ядрі блукаючого нерва та гранулярність його агрегатів, а для ГАЕ ВРХ – інтранейрональний тип накопичення патологічного пріона в нейронах оливного ядра довгастого мозку та дифузний характер відкладень PrP^SC.

5. Внутрішньом’язова ін’єкція щурам 1 та 50 мг/кг/день гепарину викликає тенденцію до зниження вмісту PrP^C у великих півкулях та спинному мозку і вірогідно зменшує його кількість у довгастому мозку, застосування гепарину в дозі 300 мг/кг/день гепарину щурам веде до зниження (р<0,01) рівня PrP^C у всіх досліджуваних тканинах. Гепарин не спричиняє вірогідних змін у співвідношенні глікоформ PrP^C в тканинах головного та спинного мозку.

6. Введення щурам гепарину в дозах 1 та 50 мг/кг/день не впливає на вміст міді та цинку і на активність Cu/Zn-СОД в мозку, а доза препарату 300 мг/кг/день веде до зниження активності Cu/Zn-СОД в мозку на 40 – 50 % (р<0,01), але не спричиняє змін кількості досліджуваних мікроелементів.

7. Введення щурам пентосан полісульфату в дозах 0,1; 0,5 та 1 мг/кг/день знижує рівень PrP^C та змінює профіль ізоформ PrP^C у великих півкулях головного мозку, зокрема зростає рівень деглікозильованої форми фізіологічного пріона від 0 до 26 % (р<0,01) за рахунок зниження рівня диглікозильованої від 100 до 74 % (р<0,05); у довгастому мозку зростає моноглікозильована форма фізіологічного пріона (від 0 до 34 – 46 %, р<0,01) за рахунок диглікозильованої.

8. Внутрішньом’язова ін’єкція пентосан полісульфату щурам у дозі 1 мг/кг/день спричиняє зростання вмісту міді у 1,5 – 2 рази (р<0,01) та цинку в 4 рази (р<0,01) у тканинах великих півкуль головного мозку, довгастого та спинного мозку, тоді як у дозах 0,1 та 0,5 мг/кг/день викликає тенденцію до зниження цих мікроелементів, водночас активність Cu/Zn-СОД залишається незмінною при застосуванні всіх досліджуваних доз пентосан полісульфату.

9. Взаємодія між фізіологічним пріоном та пентосан полісульфатом in vitro зумовлюється утворенням не ковалентних зв’язків між гуанідиновими групами залишків Arg148 і Arg151 поліпептидного ланцюга PrP^C з сульфатними групами пентосан полісульфату.

Публікації автора:

1. Стадник В.В. Експресія фізіологічного пріону у головному мозку ссавців за дії глікозаміногліканів / В.В. Стадник // Біологія тварин. — 2007. — Т. 9, № 1—2. — С. 141—145.

2. Влізло В.В. Пентосан полісульфат – можливий засіб профілактики пріонних інфекцій / В.В. Влізло, В.В. Стадник, Х.Я. Майор, П.І. Вербицький // Ветеринарна біотехнологія. — 2008. — № 13(1). — С. 111–116. (Дисертант провів дослідження рівня фізіологічного пріона за дії пентосан полісульфату в довгастому мозку та дослідження взаємодії рекомбінантного пріона та пентосан полісульфату in vitro).

3. Стадник В.В. Взаємодія фізіологічного пріона з пентосан полісульфатом in vitro / В.В. Стадник, Х.Я. Майор, П.І. Вербицький, В.В. Влізло // Експ. та клін. фізіол. та біохім. — 2008. — № 3. — C. 33–37. (Дисертант провів імуноферментні та спектрофотометричні дослідження взаємодії пріону з пентосан полісульфатом та написав статтю).

4. Влізло В.В. Можливості ідентифікації патологічного пріона губчастоподібної амілоїдної енцефалопатії великої рогатої худоби / В.В. Влізло, В.В. Стадник, Х.Я. Майор, П.І. Вербицький, Р.С. Стойка // Біотехнологія. — 2008. — №2. — С. 75–80. (Дисертант провів ідентифікацію ізоформ патологічного пріона, імуногістохімічні дослідження та написав статтю).

5. Влізло В.В. Вміст фізіологічної форми пріону за дії пентосанполісульфату (sp-54) у тканинах щура / В. В. Влізло, В. В. Стадник, Х. Я. Майор, М. В. Кінах, П. І. Вербицький, М. M. Козак // Укр. біохім. журнал. – 2008. — Т. 80, № 1. — С. 33–39. (Дисертант визначив вміст фізіологічного пріону, міді, цинку та активності супероксиддисмутази за дії пентосан полісульфату, узагальнив результати, написав статтю).

6. Влізло В. Локалізація ізоформ пріон-протеїну у мозку великої рогатої худоби / В.В. Влізло, П.І. Вербицький, В.В. Стадник, Х.Я. Майор, І.М. Петрух // Вет. Мед. України. — 2007. — №10. — С. 8–10. (Дисертант провів імуноблот-аналіз ізоформ пріон-протеїну, написав статтю).

7. Влізло В.В. Профіль експресії фізіологічного пріона у головному мозку великої рогатої худоби / В.В. Влізло, П.І. Вербицький, Х.Я. Майор, В.В. Стадник // Вісник НТШ: хемія і біохемія. — 2007. — Т. XVIII. — P. 228–232. (Дисертант провів дослідження рівня ізоформ фізіологічного пріона та написав статтю).

8. Влізло В.В. Лабораторна діагностика трансмісивних спонгіформних енцефалопатій (ТСЕ): сучасний стан та перспективи / В.В. Влізло, Х.Я. Майор, П.І. Вербицький , В.В. Стадник // Біологія тварин. — 2007. — Т. 9, № 1—2. — С. 10–24. (Дисертант брав учать у написанні розділу про референс-методи діагностики ТСЕ).

9. Влізло В.В. Діагностика губчастоподібної енцефалопатії великої рогатої худоби: Методичні рекомендації / В.В. Влізло, П.І. Вербицький, А.В. Абрамов, О.В. Ложкіна, Д.Д. Остапів, І.М. Петрух, Ю.В. Мартин, Х.Я. Майор, В.В. Стадник. — Київ, 2007. — 61 с. (Дисертант підготував до друку підрозділи 3.4.1.2 та 3.4.1.3 третього розділу).

10. Пат. 32547 Україна, МПК (2206) А61Р 31/00. Застосування пентосан полісульфату (SP-54) як інгібуючого впливу на експресію фізіологічного пріон протеїну in vitro / В. Влізло, В. Стадник, Х. Майор; заявник і патентовласник Інститут біології тварин УААН. – № u 2007 12191 ; заяв. 05.11.2007 ; опубл. 26.05.2008, Бюл. № 10.

11. Стадник В.В. Вплив пентосан полісульфату (SP-54) на експресію фізіологічного пріон-протеїна / В.В. Стадник, Х.Я. Майор, В.В. Влізло // Біологія: від молекули до біосфери: міжнар. конф. студентів і мол. вчених, 19 – 21 лис. 2007 р.: тези доп. — Харків, 2007. — С. 4.

12. Stadnyk V. Identification and characteristic of the of bovine amyloidogenic spongiform encephalopathy (BASE) / V. Stadnyk, Ch. Mayor, V. Vlizlo // Modern Problems of Microbiology and Biotechnology: int. sci. conf. of the young scientists and students, 28 – 31 May 2007: abstract book — Odessa, 2007. — P. 184.

13. Stadnyk V. Expression of PRPC Isoforms in the Parts of Cattle Brain / V. Stadnyk, Ch. Mayor, V. Vlizlo // Prion2007: int. sci. conf., 26 – 28 Sep., 2007: abstract book — Edinburgh, United Kingdom, 2007. — P. 74.

14. Stadnyk V. Molecular Mechanism of Action of Pentosan Polysulphate on the Cellular Prion Protein / V. Stadnyk, Ch. Mayor, V. Vlizlo // XXV World Buiatric Congress: int. sci. conf., 6 – 11 July, 2008: Hungarian Veterinary Journal. — Budapest, Hungary, 2008. — P. 76.

15. Vlizlo V. New Approaches in the Prophylaxis of Prion Infections / V. Vlizlo, P. Verbitskii, C. Mayor, V. Stadnyk // XXV World Buiatric Congress: int. sci. conf., 6 – 11 July, 2008: Hungarian Veterinary Journal. — Budapest, Hungary, 2008. — P. 84.

16. Stadnyk V. Polyanions and their influence on the cellular prion protein / V. Stadnyk, Ch. Mayor, L. Izyumova, V. Vlizlo // Prion2008: int. sci. conf., 8 – 10 Oct., 2008: abstract book. — Madrid, Spain, 2008. — P. 103.