У дисертаційній роботі представлено експериментальне дослідження патогенезу менінгіту за стрептококової інфекції свиней на основі дослідження патогенетичних процесів піроптозу через експресію mRAN пов’язаних з піроптозом генів і білків та змін морфології ендотеліальних клітин мікросудин головного мозку білих мишей при інфікуванні Streptococcus suis серотипу 2.
Досліджно декілька поширених факторів вірулентності збудника S. suis 2, таких як CPS, SLY, MRP, EF, SAO, Srt, FBPS, SadP та Eno. У результаті проведених досліджень було відпрацьовано застосування культури клітин ендотелію мозку bEnd.3 за різних схем зараження S. suis 2-го типу, підібрано дозу для інфікування з метою отримання оптимального процесу експресії РНК та виділенням інтерлейкінів. Встановили, що оптимальне число зараження ендотеліальних клітин мікросудин головного мозку миші (bEnd.3) становило 100:1, а оптимальний час зараження становив 12 годин. Ендотеліальні клітини мікросудин головного мозку миші (bEnd.3) були розділені на 4 групи: контрольна група, інфікована група клітин LPS+ аденозинтрифосфатом (АТФ), інфікована група клітин S. suis 2 і інфікована група клітин S. suis 2 + Ac-YVAD-CMK (CMK, інгібітор каспази-1). три групи були інфіковані Streptococcus suis типу 2 відповідно до вищевказаних умов, і кілька повторень були виконані одночасно. Через 12 годин клітини та супернатанти клітин збирали для проведення тестів.
Виділено кДНК за допомогою полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР) для експресії мРНК цитокінів. Встановлено, що рівні експресії мРНК каспази-1, il-18 та il-1beta у групі LPS + ATP і S. suis 2 були вищими, ніж у контрольній групі, що . вказує на велику кількість цитокінів. У той же час рівні експресії мРНК каспази-1, il-18 та il-1beta у групі S. suis 2 + CMK були значно нижчими, ніж у групі S. suis 2 + CMK, що свідчить про те, що інгібітор каспази-1 CMK проявляв пригнічуючу дію.
Також було проведено визначення концентрації білка, а потім проводили тест для виявлення рівня експресії білка споріднених генів. Встановлено, що в порівнянні з контрольною групою експресія білків IL-18, IL-1β, каспази-1, GSDM-D і GSDM-E у групі LPS + ATP була значно підвищеною, збільшуючись у 0,477, 0,088, 0,378, 1,118 і 3,05 рази відповідно. Експресія білків IL-18, IL-1β, каспази-1, GSDM-D і GSDM-E у культурі клітин інфіковіаних S. suis 2 була значно підвищена, а саме у 1,024, 0,066, 0,376, 0,453 і 1,654 рази відповідно.
Результати проведених досліджень показали, що порівняно з групою культури клітин інфікованих S. suis 2, експресія білка в групі культури клітин S. suis 2 + CMK значно знижувалася в 0,6, 0,396, 0,298, 0,743 і 0,586 раза відповідно. Отримані результати показали, що інфікування збудником S. suis 2 ендотеліальних клітин мікросудин (bEnd.3) викликало інтенсивну запальну реакцію і навіть піроптоз клітин. У той же час інгібітор каспази-1 СМК зіграв досить гарний інгібуючий ефект. У результаті проведених досліджень було встановлено, що у супернатанті клітинної культури також виявлено вміст білка IL-6, IL-10, IL-18, IL-1бета, каспази-1.
У подальшому дослідженні з’ясовано, що порівняно з контрольною групою відносна експресія TNF-α, IL-6, IL-10, IL-18, IL-1β у супернатанті клітин групи S. suis та групи LPS + ATP була значно збільшена, і різниця була статистично достовірною (P <0,01).
Було встановлено, що порівняно з групою культур клітин інфікованих S. suis та групою культур клітин LPS+ATP відносний рівень експресії TNF-α, IL-6, IL-10, IL-18, IL-1β у групі S. suis + CMK був значно знижений, і різниця була статистично достовірною (P < 0,01). Отримані результати досліджень вказують на те, що загибель клітин, викликана S. suis 2 і LPS+ATP, може пригнічуватися Ac-YVAD-cmk (CMK), який є селективним інгібітором фермента каспази-1 і має нейропротекторну та протизапальну дію.
Наступним етапом досліджень було проведення дослідження за зміною морфології інфікованих клітин. Дослідження морфологічних змін в культурі клітин і фіксацію етапів піроптозу проводили за допомогою трансмісійної електронної мікроскопії. Результати електронної мікроскопії показали, що цілісність клітинної мембрани в дослідній групі культури клітин LPS+ATP і групі S. suis 2 була порушена, реєстрували швидке вивільнення назовні вмісту клітин.
Дані отримані в ході дослідження доводять, що при інфікуванні бактеріальним патогеном S. suis 2 ендотеліальних клітин мікросудин головного мозку білих мишей виникає запальна реакція та патогенетичні процеси розвитку піроптозу.
На основі отриманих результатів досліджень обґрунтовано патогенез менінгіту за стрептококової інфекції свиней, спричиненого S.suis серотипу 2, що є основою для розробки таргетних терапевтичних засобів та розробки вакцини проти стрептококової інфекції свиней, що в свою чергу забезпечать зменшенню втрат у свинарстві і сприяє розвитку тваринництва.
