Изучение безопасности биопрепаратов для снижения токсичности продовольственного сырья в моделях in vitro

Обеспечение безопасности продовольственного сырья является основной задачей организаций химического и биологического контроля [1]. Патогенные микроорганизмы и их метаболиты являются естественными загрязнителями и могут присутствовать в различных продуктах растительного происхождения, в основном в зерновых культурах, сене, соломе, сенаже, силосе, но также в семенах масличных культур, орехах, овощах, какао-бобах и кофейных зёрнах, фруктах, сухофруктах, вине, пиве. Контаминация продовольственного сырья патогенами St. aureus, Clostridium, Candida и др., приводит к инфекционным заболеваниям сельскохозяйственных животных и является основной причиной потери молодняка [2; 3]. При кормлении кормами загрязненными микотоксинами, возникают отравления животных, а также происходит контаминация продуктов животного происхождения, таких как мясо, яйца, молоко и молочные продукты. Вторичные метаболиты микроскопических грибов рода Fusarium часто обнаруживаются в средних широтах (Российская Федерация, Франция, Германия, Канада, серверная часть США и др. страны) [4; 5]. Микотоксины при попадании в организм животных и человека вызывают нарушение функционирования желудочно-кишечного тракта, подавление иммунитета, обладают эмбриотоксичностью и тератогенным эффектом [6; 7]. В связи с широкой распространённостью и опасностью патогенов эндо- и экзогенного происхождения в продовольственном сырье, разработка средств по снижению его токсичности является актуальной задачей.

Цель исследований – изучение безопасности разработанных биопрепаратов КМБИ-3 и КМЦИ-3 на первичной культуре клеток.

Материал и методы исследований. Для исследования цитотоксических свойств разработанных препаратов для снижения токсичности кормов были выделены первичные культуры клеток из печени крысы в модификации [8]. Состав препаратов: КМБИ-3 – (B. Subtilis и L. Plantarum) + бентонит + 5-гидрокси-6-метилурацил и инулин; КМЦИ-3 – (B. Subtilis и L. Plantarum) + цеолит + 5-гидрокси-6-метилурацил и инулин. Для эксперимента были сформированы 11 групп клеток по три повторности. Перед введением исследуемых препаратов в группы из клеточных линий, получали монослой клеток в течение 48 часов. Клеточная культура первой группы служила контролем, в нее вводили дистиллированную воду в аналогичном объеме, как и в исследуемых группах. В исследуемые группы клеток вторую, третью, четвертую, пятую, шестую, седьмую, восьмую, девятую, десятую и одиннадцатую вводили суспензию композиций КМБИ-3 и КМЦИ-3 в концентрации 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10 мг на 1 мл соотвественно. Биохимический анализ проводили на анализаторе Stat fax-3300.

Рисунок 1 – Влияние препаратов КМБИ-3 и КМЦИ-3 на жизнеспособность клеточной культуры

Результат исследований. Влияние препаратов КМБИ-3 и КМЦИ-3 на жизнеспособность клеточной культуры представлено на рисунке 1.

Из рисунка 1 видно, что при воздействии композиции КМБИ-3 на клеточную культуру жизнеспособность во второй, третьей, четвертой и пятой группах уменьшилась незначительно. В шестой, седьмой, восьмой, девятой, десятой и одиннадцатой группах жизнеспособность клеток уменьшилась соответственно на 9,2; 13,1; 14,5; 14,9; 18,3 и 24,5 % в сравнении с контролем. При воздействии композиции КМЦИ-3 на клеточную культуру жизнеспособность во второй, третьей и четвертой группах снизилась незначительно. В пятой, шестой, седьмой, восьмой, девятой, десятой и одиннадцатой группах жизнеспособность клеток уменьшилась соответственно на 9,4; 13,3; 16,2; 19,5; 28,1; 31,2 и 39,5 % (P≤0,05) в сравнении с контролем.

Исследование пролиферативной активности при воздействии на клеточную линию препаратов КМБИ-3 и КМЦИ-3 представлено на рисунке 2.

■ КМБИ-3

■ КМЦИ-3

Группы

Рисунок 2 – Влияние препаратов КМБИ-3 и КМЦИ-3 на пролиферативную активность клеточной культуры

Из рисунка 2 видно, что при воздействии композиции КМБИ-3 на клеточную культуру пролиферативная активность во второй, третьей и четвертой группах уменьшилась незначительно. В пятой, шестой, седьмой, восьмой, девятой, десятой и одиннадцатой группах пролиферативная активность клеток уменьшилась на 9,1; 13,8; 18,9; 25,0; 30,1; 38,9 и 48,5% в сравнении с контролем. При воздействии композиции КМЦИ-3 на клеточную культуру пролиферативная активность во второй и третьей группах снизилась незначительно. В четвертой, пятой, шестой, седьмой, восьмой, девятой, десятой и одиннадцатой группах пролиферативная активность клеток уменьшилась соответственно на 10,0; 17,8; 23,7; 32,3; 43,2; 50,1; 61,0 и 71,6% в сравнении с контролем.

Заключение. Из результатов проведенных исследований видно, что препарат КМБИ-3 не вызывает значительных изменений жизнеспособности при воздействии на перевиваемую клеточную культуру дозах до 8 мг/мл. Существенное снижение жизнеспособности культур клеток при воздействии препарата КМЦИ-3 наблюдалось при дозах свыше 6 мг/мл. Активность пролиферации клеток при воздействии препарата КМБИ-3 значительно изменилась при воздействии в дозах 6-10 мг/мл, при этом уменьшение составило от 13,8 до 48,5% в сравнении с контролем. Из полученных данных можно сделать вывод, что дозы препаратов КМБИ-3 и КМЦИ-3 вызывающие значительные изменения показателей клеток превышают нормы токсико-биологических исследований (Каркищенко Н.Н., Грачев С.В. 2010; Миронов, А.Н. 2012).