Оценка двигательной активности фибробластов в биотестировании факторов окружающей среды на примере электромагнитного излучения диапазона ультразвуковых частот

Специалисты компании ООО «Иннова плюс» представили метод биотестирования, основанный на автоматизированной регистрации двигательной активности группы фибробластов человека с использованием голографической микроскопии. Показали чувствительность тест-системы к действию низкоинтенсивного электромагнитного излучения диапазона ультравысоких частот.

Данные вошли в статью в научно-практическом журнале «Прикладные проблемы безопасности технических и биотехнических систем» № 1, 2018 «Оценка двигательной активности фибробластов в биотестировании факторов окружающей среды на примере электромагнитного излучения диапазона ультразвуковых частот»

Мировой научной общественностью признано, что электромагнитные поля искусственного происхождения являются значимым экологическим фактором с высокой биологической активностью. Так, электромагнитные излучения (ЭМИ), генерируемые средствами хранения, обработки и передачи данных бытового и промышленного значения (ПЭВМ, мобильные телефоны, средства беспроводной передачи данных и т.п.), могут быть причиной развития расстройств и заболеваний различного типа.

Особый интерес в этом отношении представляют нетепловые эффекты (плотность потока энергии менее 1 мкВт/см2), оценка биотропности которых возможна исключительно путем биотестирования и биоиндификации. Так, в целях оперативной регистрации нетепловых эффектов электромагнитного излучения разработаны различные методы биотестирования, позволяющие оценивать заданные физиологические параметры тестовых биологических объектов. Как правило, достигаемая оперативность их эксплуатации, связанная с упрощением тест-системы (использования прокариот, беспозвоночных и т.п.), определяет трудность и неоднозначность дальнейшей экстраполяции полученных результатов. Выбор простой в использовании и вместе с тем валидной модели биотестирования ЭМИ является актуальной научной задачей.

Вместе с тем в ряде медико-биологических исследований процессов онкогенеза и заживления ран показаны эффекты действия сверхслабых ЭМИ в различных частотных диапазонах на локомоцию клеток соединительной ткани (фибробластов) человека. При изучении воздействия ЭМИ с частотой 1 ГГц на подвижность клеток показано, что через 9 ч после 20-минутного действия ЭМИ на культуру фибробластов наблюдалось достоверное увеличение длины пройденного ими пути на 18%. Авторы работы интерпретируют полученный результат как подтверждение теоретических представлений о резонансных свойствах нетеплового действия ЭМИ с частотой 1 ГГц, детерминирующих наибольшую проницаемость через водные компоненты тканей и, соответственно, наибольшую биотропность.

На основании этих данных нами было выдвинуто предположение о том, что двигательная активность фибробластов человека может быть использована в качестве основного показателя при проведении оперативного биотестирования факторов среды различной природы. Основными преимуществами такой системы являются ее высокий экстраполяционный потенциал, связанный с происхождением клеток, а также их доступность.

Цель исследования – разработка и апробация метода биотестирования, основанного на автоматизированной регистрации двигательной активности фибробластов человека при нетепловом действии ЭМИ.

В результате проведенной экспериментальной апробации разработанного метода биотестирования при условии нетеплового действия ЭМИ УВЧ-диапазона показано достоверное снижение средней протяженности пути миграции фибробластов начиная с 9 часа после окончания экспозиции. При эквивалентном времени реакции тест-системы, показанном в работе, в нашем случае наблюдается не активация, а ингибирование клеточной локомоции, что по всей видимости, связано с различием использованных частот (1,0 и 2,4 ГГц соответственно). С 9-го по 15-й часы наблюдений снижение оцениваемого параметра составило от 26 до 445% соответственно.

Таким образом, показано, что тест-система, основанная на регистрации двигательной активности фибробластов человека с использованием автоматизированного голографического микроскопа, является чувствительной к нетепловому действию ЭМИ УВЧ-диапазона.

Показанная возможность регистрации основных параметров локомоции репрезентативной выборки клеток в режиме реального времени определяет потенциал использования голографической микроскопии в качестве эффективного метода исследования безопасности ЭМИ аппаратуры бытового и промышленного назначения.