Paramecium jako organizm modelowy w badaniach farmakologicznych

Abstract

W komórkach pierwotniaków stwierdzono występowanie związków przypominających neuroprzekaźniki czy hormony kręgowców. Serotonina i biogenne aminy, takie jak katecholaminy, zwane niekiedy feromonami, mogą regulować wiele procesów, takich jak metabolizm glukozy, fagocytozę, regenerację rzęsek czy ruch rzęsek. W pracy tej metodami fluorescencyjnymi i spektrofluorometrycznymi potwierdzono obecność katecholamin i serotoniny w komórkach Paramecium tetraurelia. Metodą wiązania znakowanego liganda do miejsc receptorowych stwierdzono obecność receptorów 5HT[1] i 5HT[2] serotoninowych oraz receptorów D[2]-dopaminergicznych i (β-adrenergicznych w preparatach Paramecium. Podjęto się odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób te endogenne substancje mogą wpływać na biologię i zachowanie Paramecium. W celu zbadania roli serotoniny i katecholamin u Paramecium tetraurelia pierwotniaki były inkubowane w roztworach o różnych stężeniach tych substancji, jak również związków mających wpływ na uwalnianie i wychwyt biogennych amin. Prędkość pływania pierwotniaków i sposób ich poruszania się był obserwowany po 30 minutach od przeniesienia pierwotniaków do testowanego medium. Prędkość ruchu do przodu pierwotniaków wzrastała proporcjonalnie do stężenia badanej substancji (w zakresie od 10[-7] do 10[-4]M) w medium inkubacyjnym. Wstępna inkubacja w rezerpinie powodowała zniesienie efektu przyspieszenia ruchu, w serotoninie natomiast nie miała wpływu na zachowanie i ruch pierwotniaków przeniesionych do roztworu katecholamin. Dynamiczna regulacja ruchu rzęsek oddziaływuje precyzyjnie na sposób poruszania się orzęsków. Zarówno cAMP cGMP jak i jony wapnia regulują szybkość pływania do przodu, wpływając na hiperpolaryzację błony komórkowej. W niniejszej pracy badano wpływ serotoniny i katecholamin na powierzchnię komórki i makrojądra oraz na tempo podziałów komórkowych po 1, 24, 48 i 120 godzinach inkubacji w roztworach o stężeniu od 10[-7] do 10[-3]M badanej substancji. Paramecium tetraurelia wykazuje spadek tempa podziałów komórkowych pod wpływem inkubacji w roztworach serotoniny i katecholamin, z wyjątkiem dopaminy, gdzie podczas inkubacji w roztworze o stężeniu 10[-6]M obserwowano statystycznie istotną stymulację podziałów komórkowych. Serotonina wpływa na zwiększenie rozmiarów komórki i makrojądra Paramecium. Noradrenalina powoduje spadek wielkości komórki, natomiast po 1 godzinie i po 5 dniach inkubacji występuje istotny statystycznie wzrost rozmiarów makrojądra. Adrenalina w roztworze inkubacyjnym powoduje zależny od stężenia spadek wielkości komórki i makrojądra. Po 1 godzinie inkubacji pierwotniaków w roztworze dopaminy można obserwować istotnie statystycznie powiększone makrojądro i komórkę. W czasie następnych dni trwania eksperymentu komórki były mniejsze od kontroli, podczas gdy makrojądra istotnie statystycznie przewyższały rozmiary makrojąder pierwotniaków z grupy kontrolnej. Paramecium tetraurelia jest dobrym modelem komórkowym w badaniu transdukcji chemosensorycznej stymulowanej przez różne Ugandy receptorowe. Przeprowadzone badania wskazały na znaczenie i wiarygodność testów dla serotoniny i katecholamin u Paramecium i wykazały wrażliwość orzęków na związki wiążące się ze specyficznymi receptorami błonowymi.