ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ НЕМАТОЦИДНОЙ АКТИВНОСТИ ПИРАНТЕЛА

Аннотация

В экспериментах с двумя видами свободноживущих почвенных нематод – Caenorhabditis elegans и Caenorhabditis briggsae – исследована динамика нематоцидной активности пирантела. Пирантел – это агонист никотиновых рецепторов L-субтипа, который применяется для лечения различных гельминтозов у человека и животных. В работе выявлены особенности динамики токсического действия пирантела на организмы C. elegans и C. briggsae. Пирантел в диапазоне концентраций 62.5–250 мкМ в первые 60 мин. инкубации вызывал дозозависимые нарушения поведения C. elegans. Увеличение времени экспозиции до 90–180 мин. приводило к восстановлению нормальной локомоции у части нематод этого вида. Более длительная экспозиция к пирантелу (240–360 мин.) вновь уменьшала долю C. elegans с нормальной локомоцией. C. briggsae были более чувствительны к негативному действию пирантела, чем C. elegans. Снижение доли нематод с нормальной локомоцией отмечалось в первые 90 мин. инкубации с пирантелом. Более длительная экспозиция вызывала незначительное увеличение доли нематод с нормальной локомоцией только при концентрации пирантела 125 мкМ. При более низкой концентрации (62.5 мкМ) доля нематод, не способных поддерживать координацию движений тела при плавании, оставалась на одном уровне при увеличении времени экспозиции до 360 мин.  Повторное введение пирантела в среду через 60 мин. после начала эксперимента приводило к резкому снижению доли C. elegans с нормальной локомоцией. Возможность быстрой адаптации нематод к пирантелу при его однократном приеме, выявленная в этой работе, подтверждает необходимость строго соблюдения рекомендованных дозировок при использовании антигельминтных препаратов для предотвращения развития лекарственной устойчивости гельминтов.

Список литературы

1. Егорова А.В., Калинникова Т.Б., Шагидуллин Р.Р. Токсическое действие меди, кадмия и свинца на свободноживущих почвенных нематод Caenorhabditis elegans и Caenorhabditis briggsae // Токсикологический вестник. 2021. №1. С. 43–46. https://doi.org/10.36946/0869-7922-2021-1-43-46.
2. Кляритская И.Л., Вильцанюк И.А., Григоренко Е.И., Чернуха С.Н. Современные представления о лечении и диагностике гельминтозов // Кримський терапевтичний журнал. 2010. №2. С. 144–147.
3. Колсанова Р.Р., Тимошенко А.Х., Гайнутдинов М.Х., Калинникова Т.Б. Действие левамизола и пирантела на поведение почвенных нематод Caenorhabditis elegans и Caenorhabditis briggsae // Ученые записки Казанского университета. Сер. Естественные науки. 2011. Т. 153, кн. 2. С. 180–189.
4. Avila D., Helmcke K., Aschner M. The Caenorhabditis elegans model as a reliable tool in neurotoxicology // Human & experimental toxicology. 2012. Vol. 31. P. 236–243. doi: 10.1177/0960327110392084.
5. Baird S.E., Chamberlin H.M. Caenorhabditis briggsae methods (December 18, 2006). The C. elegans Research Community, WormBook. doi/10.1895/wormbook.1.128.1 // URL: http://wormbook.org/chapters/www_Cbriggsaemethods/Cbriggsaemethods.pdf (дата обращения 28.03.2023).
6. Brenner S. The genetics of Caenorhabditis elegans // Genetics. 1974. Vol. 77. P. 71–94. https://doi.org/10.1093/genetics/77.1.71.
7. Coles G.C. Drug resistance and drug tolerance in parasites // Trends in parasitology. 2006. Vol. 22. P. 348. https://doi.org/10.1016/j.pt.2006.05.013.
8. Dent J.A. What can Caenorhabditis elegans tell us about nematocides and parasites? // Biotechnology and bioprocess engineering. 2001. Vol. 6. P. 252–263. https://doi.org/10.1007/bf02931986
9. Ding X., Njus Z., Kong T., Su W., Ho C.-M., Pandey S. Effective drug combination for Caenorhabditis elegans nematodes discovered by output-driven feedback system control technique // Science Advances. 2017. Vol. 3. eaao1254. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aao1254.
10. Fleming J.T., Squire M.D., Barnes T.M., Tornoe C., Matsuda K., Ahnn J., Fire A., Sulston J.E., Baenard E.A., Sattelle D.B., Lewis J.A. Caenorhabditis elegans levamisole resistance genes lev-1, unc-29 and unc-38 encode functional nicotinic acetylcholine receptor subunits // Journal of Neuroscience. 1997. Vol. 17. P. 5843–5857. https://doi.org/10.1523/jneurosci.17-15-05843.1997.
11. Gottschalk A., Almedon R.B., Schedletzky T., Anderson S.D., Yates III J.R., Schafer W.R. Identification and characterization of novel nicotinic receptor associated proteins in Caenorhabditis elegans // The EMBO journal. 2005. Vol. 24. P. 2566–2578. https://doi.org/10.1038/sj.emboj.7600741.
12. Gupta B.P., Johnsen R., Chen N. Genomics and biology of the nematode Caenorhabditis briggsae (May 3, 2007). The C. elegans Research Community, WormBook. doi/10.1895/wormbook.1.136.1 // URL: http://wormbook.org/chapters/www_genomesCbriggsae/ genomesCbriggsae.pdf (дата обращения 28.03.2023).
13. Hahnel S.R., Dilks C.M., Heisler I., Andersen E.C., Kulke D. Caenorhabditis elegans in anthelmintic research – Old model, new perspectives // International journal for parasitology: drugs and drug resistance. 2020. Vol. 14. P. 237–248. https://doi.org/10.1016/j.ijpddr.2020.09.005.
14. Harrow I.D., Gration K.A. Mode of action of the anthelmintics morantel, pyrantel and levamisole in the muscle cell membrane of the nematode Ascaris suum // Pesticide science. 1985. Vol. 16. P. 662–672. https://doi.org/10.1002/ps.2780160612.
15. Holden-Dye L., Walker R.J. Anthelmintic drugs and nematicides: studies in Caenorhabditis elegans (December 16, 2014). The C. elegans Research Community, WormBook. doi/10.1895/wormbook.1.143.2 // URL: http://wormbook.org/chapters/www_anthelminticdrugs.2/ anthelminticdrugs.2.pdf (дата обращения 28.03.2023).
16. Kalinnikova T.B., Timoshenko A.Kh., Tarasov O.Yu., Gainutdinov T.M., Gainutdinov M.Kh. Thermotolerance of soil nematodes Caenorhabditis briggsae AF16 and Caenorhabditis elegans N2 under experimental conditions // Russian journal of ecology. 2011. Vol. 42, №5. P. 435–437. https://doi.org/10.1134/s1067413611050079.
17. Kalinnikova T.B., Kolsanova R.R., Gainutdinov M.Kh. Caenorhabditis elegans as a convenient model organism for understanding heat stress effects upon intact nervous system // Heat stress: causes, treatment and prevention. NY: Nova Science Publishers, 2012. P. 113–140.
18. Kalinnikova T.B., Kolsanova R.R., Belova E.B., Shagidullin R.R., Gainutdinov M.Kh. Opposite responses of the cholinergic nervous system to moderate heat stress and hyperthermia in two soil nematodes // Journal of thermal biology. 2016. Vol. 62. P. 37–49. https://doi.org/10.1016/j.jtherbio.2016.05.007.
19. Katiki L.M., Ferreira J.F.S., Zajac A.M., Master C., Lindsay D.S., Chagas A.C.S., Amarante A.F.T. Caenorhabditis elegans as a model to screen plant extracts and compounds as natural anthelmintics for veterinary use // Veterinary parasitology. 2011. Vol. 182. P. 264–268. doi:10.1016/j.vetpar.2011.05.020.
20. Lycke R., Parashar A., Pandey S. Microfluidics-enabled method to identify modes of Caenorhabditis elegans paralysis in four anthelmintics // Biomicrofluidics. 2013. Vol. 7. P. e064103. https://doi.org/10.1063/1.4829777.
21. Shalaby H.A. Anthelmintic resistance; how to overcome it? // Iranian journal of parasitology. 2013. Vol. 8. P. 18–32.
22. Sleigh J.N. Functional analysis of nematode nicotinic receptors // Bioscience Horizons. 2010. Vol. 3. P. 29–39. https://doi.org/10.1093/biohorizons/hzq005.
23. Weaver K.J., May C.J., Ellis B.L. Using a health-rating system to evaluate the usefulness of Caenorhabditis elegans as a model for anthelmintic study // PLoS ONE. 2017. P. 1–20. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0179376.