Качественно новым подходом к оценке функциональной активности пораженных кле-ток ЦНС при прионной инфекции являются исследования, проводимые на клеточном и моле-кулярном уровнях. Особый научный и практический интерес представляет изучение меха-низмов патогенеза в астроцитах, наиболее многочисленном компоненте ЦНС, под действием прионов и установление протективного эффекта различных химиопрепаратов.

Нами разработаны модельные системы прионной инфекции, представленная длитель-но перевиваемой (до 250-280 дней) первичной культурой астроцитов золотистых сирийских хомячков и перевиваемой культурой клеток глиомы крысы С6, индуцированной in vitro N-озолметилмочевиной (моноклональная клеточная линия). Культуры инфицировали возбуди-телем скрепи, штамм 263К (титр 4,8 lg ЛД50). Для оценки функционального состояние натив-ных астроцитов («норма») и клеток, пораженных возбудителем («патология»), а также струк-турных преобразований, происходящих in vitro в астроцитах под действием химиопрепара-тов, был применен количественный и качественный морфоденситометрический анализ изо-бражения клеток с использованием аппаратно-программного комплекса «ДиаМорф-CITO» (Япония). Наличие PrPSc в культурах на каждом пассаже контролировали методом иммунного блоттинга.

В результате, установлены основные звенья и закономерности развития структурно-функциональных преобразований в системах жизнеобеспечения первичных и перевиваемых астроцитов в норме и патологии. На основании показателя площади ядра и цитоплазмы, фак-тора формы ядра, ядерно-цитоплазматического отношения, количества и соотношения грану-лярного и фибриллярного компонента в ядрышке, площади и количества конденсированного хроматина, наличия перихроматиновых гранул, количества полирибосом на единицу площа-ди, сохранности структур митохондрий и других неспецифических показателей, оценивае-мых в разные сроки после инфицирования, выявлена строгая стадийность и этапность разви-тия и становления ультраструктурных преобразований при прионной инфекции.

Репродуцирующийся и постепенно накапливающийся в астроцитах PrPSc вызывает первоначально гиперпролиферацию мембран субклеточных органелл (эндоплазматического ретикулума, комплекса Гольджи, митохондрий) и их фокальные модификации и утолщения. В цитоплазме и ядре формируются причудливой формы вакуоли, а некоторые митохондрии накапливают мелкогранулярный материал. Затем наблюдаются деструкция небольших участ-ков цитоплазматической мембраны. Гибель клеток наступает после блокирования синтеза прерибосомальной РНК в ядрышке и белково-энергетического дисбаланса в цитоплазме. При этом, ядрышко уменьшается в размерах, внутриядрышковые вакуоли исчезают, частично или полностью теряется гранулярный компонент. Нити гетерохроматина претерпевают суперспи-рализацию. Полирибосомы в цитоплазме распадаются. Митохондрии теряют матрикс, гипер-трофированы, с разрушенными кристами. В патогенезе инфекции вычленены и охарактери-зованы как собственно дистрофический, внутриклеточно-репаративный, так и компенсатор-но-клеточный процессы. Установлены 2 независимых механизма гибели астроцитов. Первый – дистрофические изменения. Второй – програмированная гибель астроцитов (апоптоз). Причем апоптозный путь гибели астроцитов преобладает над дистрофией. Полученные данные приорететны и не описаны в мировой литературе.

Видеокомпьютерный анализ первичных и перевиваемых астроцитов, подвергшихся действию химиопрепаратов Х1 и Х2 в концентрациях ниже максимально переносимых, по-зволил выявить ряд информативных параметров структурной организации клеток, произве-сти автоматизированную статистическую обработку полученных данных, выбрать специфи-ческие критерии оценки патологических состояний клеток при повреждающем действии PrPSc и оценить их антиприонную активность. Были получены статистически достоверные данные по изменению ультраструктурных и морфоденситометрических параметров инфици-рованных PrPSc клеток при внесении в культуру препаратов Х1 по сравнению с контролем. Выявленные показатели и структурно-функциональные параметры «нормы» и «патологии» позволяют предлагать разработанные модели для первичного скрининга химиопрепаратов, ингибирующих развитие прионной инфекции.