Учреждение образования

«Международный государственный экологический университет

имени А.Д. Сахарова»

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

МГЭУ им. А.Д. Сахарова

О.И. Родькин

2010 Регистрационный № УД-_/р.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ИММУНОЛОГИИ

Учебная программа для специальности 1-33 01 05 Медицинская экология Факультет экологической медицины Кафедра иммунологии Курс Семестр 7, Лекции (часы) 10 часов Практические (семинарские) занятия (часы) Лабораторные занятия (часы) 24 часа Всего аудиторных часов по дисциплине 34 часа Всего часов по дисциплине 60 часов Зачет (семестр) Экзамен (семестр) Контрольная работа (месяц) – Курсовой проект (работа) (семестр) Форма получения высшего образования очная Минск 2010 г.

Учебная программа составлена на основе учебной программы для высших учебных заведений «Экспериментальное моделирование в иммунологии», регистрационный №от.

Рассмотрена и рекомендована к утверждению в качестве рабочего варианта на заседании кафедры иммунологии 2010 г. Протокол №_ Заведующий кафедрой _ М.М.Зафранская Одобрена и рекомендована к утверждению Советом факультета экологической медицины МГЭУ им.А.Д. Сахарова 2010 г. Протокол №_ Председатель _М.С. Морозик

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Экспериментальное моделирование занимает важное место в экологобиологическом образовании. Усвоение данной дисциплины является необходимым условием успешного изучения последующих дисциплин специальности, таких как биохимия, биофизика, генетика, молекулярная биология, иммунология, фармакология, внутренние болезни и экология.

Экспериментальная иммунология является разделом иммунологии, занимающимся экспериментальным подтверждением теоретических основ иммунологии. Преподавание экспериментальной иммунологии имеет важное значение в формировании современного специалиста-биолога, работающего в области иммунологии, поскольку позволяет обучить студента принципам планирования и проведения иммунологического эксперимента, интерпретаций полученных результатов, а также основным приемам иммунологических реакций Экспериментальное моделирование в иммунологии – область иммунологии, которая занимается воспроизведением иммунологических феноменов в экспериментальных условиях. Основным объектом экспериментальной иммунологии является экспериментальная модель.

Экспериментальное моделирование в иммунологии использует современные методы исследования клеток иммунной системы, исследования их антигенного состава и белковых компонентов, а также широкий спектр функциональных методов диагностики различных заболеваний.

Цель изучения дисциплины «Экспериментальное моделирование в иммунологии» состоит в том, чтобы научить студентов основам современной методологии иммунологического эксперимента, обучить способам интерпретации результатов эксперимента.

Задачи дисциплины. В результате усвоения этой дисциплины обучаемый должен знать:

– правила работы с лабораторными животными и культурами клеток, методы индукции иммунного ответа в условиях эксперимента;

– о методологии воспроизведения in vitro и in vivo основных иммунологических феноменов, о способах регистрации иммунологических реакций, развивающихся в разных экспериментальных моделях.

уметь:

– проводить иммунизацию лабораторных животных, выделять иммунокомпетентные клетки и определять их концентрацию и жизнеспособность;

– использовать методы математической и статистической обработки для анализа результатов эксперимента, навыки работы с хирургическим и лабораторным инструментарием;

– самостоятельно планировать эксперимент, а также проводить учет и анализ результатов иммунологического эксперимента по моделированию гуморального и клеточного иммунного ответа.

Учебный материал включает следующие разделы: «Общие вопросы экспериментальной иммунологии», «Экспериментальное моделирование», «Методы исследования иммунокомпетентных клеток». Указанные разделы изучаются на четвертом (седьмой, восьмой семестры) курсе. Программа рассчитана на 60 часов, из них 34 часов аудиторных занятий (10 часов лекций и 24 часов лабораторных занятий).

Для изучения дисциплины необходимо усвоение следующих разделов и тем смежных дисциплин специальностей: «Иммунобиология и иммунопатология» (общая и частная иммунология, основные понятия, механизмы иммунного ответа в норме и патологии), «Химия» (строение нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, липидов и витаминов), «Цитология и гистология» (клетки крови, костного мозга, тимуса, селезенки, лимфоузлов, гистиоциты, эмбриогенез), «Анатомия человека» (органы иммунной и кроветворной систем), «Нормальная и экологическая физиология» (регуляция сосудистого тонуса, синапсы, система крови), «Современные методы микроскопии в иммунологии» (методы визуализации клеток, методы приготовления микроскопических препаратов, методы окрашивания микроскопических препаратов, особенности морфологии иммунокомпетентных клеток), «Общая и экологическая микробиология с основами вирусологии» (обеспечение противоэпидемического режима, методы дезинфекции и стерилизации, асептики, антисептики).

2. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

РАЗДЕЛ 1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ

ИММУНОЛОГИИ

1.1. Роль эксперимента в иммунологии. Цели и задачи экспериментального моделирования.

Экспериментальное моделирование в иммунологии - определение, цели, задачи. Эксперимент - основа получения научной информации. Постановка цели и задач эксперимента. Объекты и методы экспериментального моделирования. Роль эксперимента в изучении иммунологических процессов и механизмов. Различия в подходах к проведению научного эксперимента и популяционных исследований в области иммунологии. Объем исследований, необходимый для получения достоверных результатов. Планирование количества необходимых реактивов. Математическая и статистическая обработка результатов эксперимента. Интерпретация результатов иммунологического эксперимента.

Правила техники безопасности при работе с биологическим материалом.

Утилизация отработанного биологического материала - экологические, биологические и медицинские аспекты.

1.2. Объекты и методы экспериментального моделирования Лабораторные животные, используемые в экспериментальной иммунологии. Правила и методы работы с экспериментальными животными. Виды животных, используемых в иммунологических исследованиях. Линейные животные, создание линий животных. Основные линии инбредных животных, используемые в экспериментальной иммунологии. Правила содержания экспериментальных животных. Обезболивание в экспериментальной иммунологии.

Культуры клеток - как объект иммунологического эксперимента. Виды культур клеток, источники получения, способы поддержания в искусственных условиях. Гибридомная технология.

РАЗДЕЛ 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

2.1. Моделирование основных иммунологических процессов in vivo и in vitro. Иммунизация.

Моделирование иммунного ответа в эксперименте. Создание экспериментальных моделей в иммунологии. Роль экспериментального моделирования иммунологических феноменов в развитии теоретической и прикладной иммунологии. Модель иммунодефицитов, способы индукции, мониторинг развития. Моделирование анафилактических состояний в эксперименте.

Иммунизация, правила и способы иммунизации. Разработка схем иммунизации в зависимости от поставленных задач. Иммунизация и ее возможности при исследовании иммунной системы. Фундаментальное значение иммунизации.

Антигены и адъюванты, применяемые для индукции иммунного ответа в эксперименте. Пути введения, доза, агрегатное состояние антигена, пути его введения. Иммунизация in vitro. Мониторинг эффективности иммунизации. Схема иммунизации антигена. Индукция иммунного ответа.

2.2. Исследование иммунотропного влияния факторов окружающей среды, лекарственных препаратов и др.

Исследование иммунотропной активности лекарственных препаратов, действия факторов окружающей среды в эксперименте. Необходимость изучения влияния новых лекарственных препаратов и факторов окружающей среды на иммунную систему.

Регламентация исследований по иммунотоксичности лекарственных препаратов. Основные тесты и реакции, применяемые для оценки иммунотропности лекарственных препаратов in vitro и in vivo. Оценка и анализ иммунотропности и иммунотоксичности новых лекарственных препаратов.

РАЗДЕЛ 3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ КЛЕТОК

3.1. Методы получения иммунокомпетентных клеток и определение их жизнеспособности Методы получения материалов, содержащих иммунокомпетентные клетки. Способы получения органов иммунной системы, дезинтеграция тканей. Основные методы и правила выделения иммунокомпетентных клеток. Определение жизнеспособности ИКК по включению (исключению) красителей.

Выделение популяций лейкоцитов. Использование методов, основанных на физических (седиментация, плотность, адгезия) и биологических (фагоцитоз) свойствах клеток. Выделение клеток с помощью сортировщика клеток (FACS - fluorescence activated cell sorter). Обогащение антигенспецифических субпопуляций.

Иммуногистохимическое выявление антигенов в клетках и тканях.

Прямая и непрямая флюоресценция. Проточная цитофлюориметрия. Сканирующий конфокальный микроскоп.

Реактивность лимфоцитов: синтез ДНК (реакция бластной трансформации лимфоцитов), синтез цитокинов in vitro, цитотоксичность. Индукторы активации или ингибирования функциональной активности ИКК in vitro (митогены, антигены, вирусы и др.). Различные методы учета функциональной активности лимфоцитов in vitro (радиоактивные метки - виды, высвобождение или поглощение; флюоресцентные и др. виды красителей).

3.2. Исследование фагоцитирующих клеток лабораторных животных Методы получения перитонеальных макрофагов мыши. Исследование адгезивной активности макрофагов. Моделирование фагоцитарной функции макрофагов в эксперименте. Способы учета фагоцитарной активности (микроскопия препаратов, радиоактивная метка фагоцитируемых бактерий и др.).

Определение активности фагоцитирующих клеток: направленной миграции, адгезии, поглотительных процессов, внутриклеточного переваривания объекта в экспериментальной иммунологии.

3.3. Экспериментальное исследование эффекторных механизмов клеточного иммунного ответа Исследование эффекторных механизмов в экспериментальной иммунологии. Оценка активности Т-эффекторов - реакция ГЗТ, пробы in vivo. Плантарная модель для исследования выраженности реакции ГЗТ в эксперименте.

Методы индукции ГЗТ. Моделирование активности эффекторных механизмов (цитотоксической активности лимфоцитов) в эксперименте Постановка, учет, интерпретация. Моделирование ГЗТ в эксперименте.

Регистрация результатов. Определение индексов ГЗТ. Определение цитотоксической активности лимфоцитов.

3.4. Исследование гуморального иммунного ответа в эксперименте Оценка развития гуморального иммунного ответа - определение антителообразующих клеток селезенки. Определение массы органов иммунной системы и их весовых индексов. Значение определения массы органов иммунной системы и весовых индексов.

Выявление антигенспецифичных клеток-предшественников методом лимитирующих разведений. Обнаружение антител-продуцирующих клеток (метод бляшек, сэндвич-метод). Определение титра гемагглютининов в сыворотке крови мышей, иммунизированных эритроцитами барана 3.5. Исследование активности системы комплемента в экспериментальной иммунологии Правила взятия биологических материалов для исследования активности системы комплемента. Получение сыворотки крови мелких лабораторных животных.

Метод 50%-го гемолиза для оценки активности системы комплемента.

Приготовление суспензии маркёрных эритроцитов. Гемолитическая сыворотка, источники получения. Приготовление гемолитической системы.

Модификации метода 50%-го гемолиза. Применение метода для исследования общей активности классического и альтернативного пути активации системы комплемента. Способы регистрации результатов метода. Условные единицы активности системы комплемента.

3.6. Серологический метод исследования и его использование в иммунологии и смежных областях Серологический метод исследования, задачи и способы проведения.

Серологические реакции, основанные на прямом взаимодействии антигена с антителом (агглютинация, преципитация) и опосредованные реакции (реакции непрямой гемагглютинации, реакция связывания комплемента), а также реакции с использованием меченных антител или антигенов (ИФА, РИА, метод флюоресцирующих антител).

Условия эффективного протекания серологических реакций. Нативные (неадсорбированные) и адсорбированные диагностические иммунные сыворотки.

Принцип постановки серологических реакций. Методика постановки и учёта серологических реакций и области их применения.

Номер раздела, темы, заняных часов тия;

1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ИММУНО-

1.1. Роль эксперимента в иммунологии. Цели и задачи экспериментетрадь «Экстального моделирования.

2.1. Моделирование основных иммунологических процессов in vivo и Экспериментальные модели в иммунологии Модель иммунодефицитов, способы индукции, мониторинг развития.

Моделирование анафилактических состояний в эксперименте.

Иммунизация, правила и способы проведения иммунизации в зависимости от поставленных задач.

Исследование иммунотропного влияния факторов окружающей 2. Основные тесты и реакции, применяемые для оценки иммунотропности лекарственных препаратов in vitro и in vivo.

3. Оценка и анализ иммунотропности и иммунотоксичности новых лекарственных препаратов.

4.Необходимость изучения влияния новых лекарственных препаратов и факторов окружающей среды на иммунную систему.

3 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ 2 0

3.1. Методы получения иммунокомпетентных клеток и определение их жизнеспособности 1. Методы получения материалов, содержащих иммунокомпетентные лабораторных 4. Использование методов, основанных на физических (седиментация, работа плотность, адгезия) и биологических (фагоцитоз) свойствах клеток.

Исследование фагоцитирующих клеток лабораторных животных 3.Определение функциональной активности фагоцитирующих клеток: эксперименнаправленной миграции, адгезии, поглотительных процессов, внутри- тальной иммуклеточного переваривания объекта в экспериментальной иммуноло- нологии, Экспериментальное исследование эффекторных механизмов клеточного иммунного ответа 3. Регистрация результатов. Определение индексов ГЗТ. Определение работа цитотоксической активности лимфоцитов Исследование гуморального иммунного ответа в эксперименте 5. Определение титра гемагглютининов в сыворотке крови мышей, иммунизированных эритроцитами барана Исследование активности системы комплемента в эксперименлабораторных тальной иммунологии 4. Области применения серологического метода Серологические реакции, принципы постановки и области примететрадь «Экснения 3. Диагностические возможности реакции связывания комплемента.

4. Организация проведения серологического метода в диагностических Серологический метод: реакция пассивной (непрямой) агглютилабораторных Серологический метод: реакция связывания комплемента (РСК) Серологический метод: реакция преципитации (РП)

IV. ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Примерный перечень лабораторных занятий п/п 1. Иммунизация, правила и способы проведения 2. Методы получения иммунокомпетентных клеток и определение их жизнеспособности 3. Исследование фагоцитирующих клеток лабораторных животных 4. Экспериментальное исследование эффекторных механизмов клеточного иммунного ответа 5. Исследование гуморального иммунного ответа в эксперименте 6. Исследование активности системы комплемента в экспериментальной иммунологии 7. Серологический метод: реакция агглютинации (РА) 8. Серологический метод: реакция пассивной (непрямой) агглютинации 9. Серологический метод: реакция связывания комплемента (РСК) 10. Серологический метод: реакция преципитации (РП) Основная литература Leslie Hudson, Frank C. Hay Practical Immunology, 1990 - 501p.

2. Ярилин А.А. Основы иммунологии, М.,Медицина, 1999., 560с.

3. А.Ройт. Основы иммунологии. М. Мир. 2000. 1010с.

4. Иммунологические методы исследований. Под ред. И.Лефковитса, Б.Перниса. - Москва, Мир, 1988 - 528 с.

5. Лимфоциты. Методы. под ред. Дж.Клауса. - Москва, Мир, 1990 с 6. Иммунологические методы. Под ред. Г.Фримеля. - Москва, Медицина, 1987.

7. Практикум по иммунологии. Под. ред. И.А. Кондратьевой и А.А.

Ярилина. М., «Academa». 2004.

8. Т.Р. Романовская, А.Н. Харламова, Д.Б. Нижегородова. Экспериментальная иммунология (лекционная тетрадь для студентов факультета экологической медицины дисциплины специализации «Экспериментальная иммунология»). Минск, 2007.

9. Т.Р. Романовская. Тетрадь для лабораторных работ (спецкурс «Экспериментальная иммунология», факультет экологической медицины). Минск, 2005.

Дополнительная литература:

10. Исследование системы крови в клинической практике/ под ред.

Г.И.Козинца, В.А.Макарова. М.: Триада-Х, 1997, 480 с.

11. Культура животных клеток. Методы/ под ред. Р.Фрешни, М.: Мир, 1989, 332 с.

12. Практикум по иммунологии. Под. ред. И.А. Кондратьевой и А.А. Ярилина. М., «Academa». 2004.

ПРОТОКОЛ СОГЛАСОВАНИЯ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ ПО ИЗУЧАЕМОЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ СПЕЦИАЛЬНОСТИ

Название дисципли- Название Предложения об Решение, приняны, кафедры изменениях в со- тое кафедрой, с которой требуется держании учебной разработавшей согласование программы по изу- учебную прочаемой учебной грамму (с указадисциплине ние даты и номера протокола) Иммунобиология и Иммунопатология Органическая химия Общая биология Биохимия Биофизика 6. Дополнения и изменения в рабочей программе Изменений и дополнений в рабочей программе нет.

Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры иммунологии.

6. Дополнения и изменения в рабочей программе Изменений и дополнений в рабочей программе нет.

Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры иммунологии.