Экспериментальное моделирование бактериального простатита. Обзор литературы

• Коган М.И. – д.м.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ, заведующий кафедрой урологии и репродуктивного здоровья человека с курсом детской урологии-андрологии ФПК и ППС ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России, dept_kogan@mail.ru, AuthorID 189415
• Набока Ю.Л. – д.м.н., профессор, заведующая кафедрой микробиологии и вирусологии №1 ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России, nagu22@mail.ru, AuthorID 634824
• Исмаилов Р.С. – очный аспирант кафедры урологии и репродуктивного здоровья человека с курсом детской урологии-андрологии ФПК и ППС ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России, dr.ruslan.ismailov@gmail.com, AuthorID 986211
• Попов И.В. – студент III курса лечебно-профилактического факультета ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России, igor98hk21@gmail.com, AuthorID 1013687
• Слюсаренко Н.B. – студент III курса лечебно-профилактического факультета ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России, nsluysarenko@gmail.com

Референсная группа британских экспертов по изучению простатита (PERG) во главе с J. Rees и соавт. в консенсусных клинических рекомендациях 2015 г. по лечению и диагностике хронического бактериального простатита (ХБП) и хронического простатита/ синдрома хронической тазовой боли (ХП/СХТБ) сообщает, что в течение жизни от 35 до 50% мужчин отмечают наличие симптомов, по их собственному мнению связанных с наличием простатита [1].

С целью оценки изучения существующих современных научных тенденций в данной проблеме нами проведен поиск публикаций с 1930 по 2018 гг. в базах данных и медицинских онлайн-библиотеках: SciVerse Scopus, The Cochrane Database, MEDLINE/ PubMed Database, Medline Complete EBSCO, Embase-Elsevier, Web of Science Core Collection, eLIBRARY с использованием логических операторов SQL – AND, OR и ключевых слов: prostatitis, bacterial, сausative uropathogens, atypical uropathogens, animals models, experimental modeling и отобрано 136 статей, более 50% которых сфокусировано на представлении актуальных проблем этиологии и патогенеза различных категорий данного заболевания. В настоящий обзор для подробного анализа включено 34 релевантные статьи, наиболее полно и доказательно освещающие данные вопросы.

Проанализировав результаты информационного серфинга, мы пришли к выводу, что одним из наиболее актуальных векторов исследований в современной уроинфекциологии является верификация роли различных таксонов микроорганизмов в возникновении как острого бактериального простатита (ОБП) и ХБП, но также и ХП/СХТБ. В настоящее время исследователи, согласно рекомендациям Европейской Ассоциации Урологов, выделяют 2 основные группы бактерий, рассматриваемых в качестве этиологических агентов БП: кластер каузативных уропатогенов и кластер дебатируемых микроорганизмов. Конвенционально к основным каузативным возбудителям относят представителей семейства Enterobacteriales: E. coli, Klebsiella spр., Proteus spр., некоторые таксоны грамположительных бактерий (E. faecalis) и грамотрицательных неферментирующих бактерий (P. aeruginosae). Второй кластер репрезентирован различными представителями как условно-, так и облигатно-патогенной микрофлоры, роль которых в этиологии БП не до конца определена. Он включает группу грамположительных кокков семейств Staphylococcus spp., Streptococcus spp., группу неклостридиальных анаэробных бактерий (НАБ) – Bacteroides spp., Peptococcus spp., Peptostreptococcus spp., грамположительные палочки семейства Corynebacterium spp., а также группу внутриклеточных имембранных паразитов – C. trachomatis, U. urealyticum, Mycoplasma spp. [2].

В большинстве публикаций репродуцировалась концепция доминирующего положения уропатогенной E.coli (UPEC) в качестве основного возбудителя инфекции мочевой системы и внутренних половых органов. Однако с середины 2000 годов опубликовано значительное количество статей, которые ставят под сомнение сложившуюся парадигму. Так, в крупных исследованиях представлены данные, отводящие превалирующую роль представителям грамположительной кокковой флоры (E. faecalis, коагулазо-негативные стафилококки) в генезе ОБП и ХБП [3,4]. Кроме того, опубликованы работы, демонстрирующие принадлежность интрацеллюлярных патогенов (С. trachomatis, M. hominis, U. urealyticum) к группе возбудителей ХБП и ХП/СХТБ [5-8]. Нашими cобственными исследованиями было установлено, что в подавляющем большинстве случаев у пациентов с ХБП в биоматериале преобладает микст-инфекция, состоящая из 3-х и 4-х компонентных бактериальных ассоциаций, с преобладанием представителей группы дебатируемых штаммов, а именно, неклостридиальных анаэробных бактерий: Peptostreptococcus spp., Peptococcus niger, а также КОС (S.haemolyticus, S.warneri, S.epidermidis) и Corynebacterium spp. [9,10]. В то же время, возник вопрос о принадлежности нанобактерий (Nanobacterium sanguineum) к категории возбудителей простатита II и III категорий [11].

Представленные факты определяют необходимость интенсификации дальнейших исследований с целью уменьшения мозаичности знаний об этиологии БП, определении валидированного и рентабельного алгоритма диагностики с целью дефинитивной идентификации возбудителей, что, в свою очередь, на основе синтеза полученной информации позволит разработать эффективную схему этиотропной и/или патогенетической лекарственной терапии больных данных категорий простатита. По нашему мнению в современных условиях страховой медицины наиболее оптимальным репрезентативным, информативным и контролируемым подходом к изучению различных процессов, формирующихся как при развитии, так и при медикаментозной терапии БП, является разработка и применение экспериментальных моделей (ЭМ) на лабораторных животных (ЛЖ).

РЕГЛАМЕНТИРУЮЩАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

С учетом современных принципов разработки и планирования экспериментов использование ЛЖ в них дефинитивно регламентируется как международными, так и отечественными конвенциями, и нормативно-правовыми актами:

1. Хельсинкская декларация (пересмотр 64-ой WMA General Assembly, г. Форталеза, Бразилия, от 10.10.2013 г.)[12];
2. «Правила лабораторной практики», утв. приказом МЗ РФ № 267 от 19.06.2003 г.) [13];
3. протокол FELASA (FELASA recommendations for the health monitoring of mouse, rat, hamster, guinea pig and rabbit colonies in breeding and experimental units) [14];
4. правила «трех R», определенных Russel-Burch в 1959 г.;
5. гармонизированные принципы Надлежащей лабораторной практики («Principles of Good Laboratory Practice»).

Важным условием является обоснование цели исследования, определения таксона, числа и пола особей, необходимых для решения поставленных задач. Необходимо уточнить, что в мировой литературе для обозначения ЭМ на ЛЖ исследователи применяют специализированное обобщенное определение: animal model – животная модель (ЖМ), которое в контексте будем использовать и мы. Все представленные далее в нашем обзоре научно-исследовательские работы имеют дифференцированные дизайн и методологию проведения экспериментов, различия в иерархии используемых в качестве ЛЖ млекопитающих (семейства, роды, виды, породы), методиках инокуляции микро-организмов в ткань предстательной железы (ПЖ) и таксонах используемых бактерий, а также технологиях и средствах регистрации инфекционно-воспалительного процесса, статистического анализа полученных данных. С учетом этих позиций нами в обзор отобрано несколько наиболее значимыхЭМ, демонстрирующих историческое развитие экспериментальной мысли исследователей с течением времени, от наиболее ранних исследований до методик, которые с некоторыми изменениями используются в современной экспериментальной урологии для моделирования БП.

МЕТОДИКИ МОДЕЛИРОВАНИЯ БАКТЕРИАЛЬНОГО ПРОСТАТИТА

Анализ публикаций показал, что впервые широкое применение ЖМ в экспериментальной урологии получили с конца 30-х – начала 40-х годов прошлого столетия. Пионерами в этой области являются T. Mann, C.A. Mawson и M.I. Fisher, а также S.A. Gunn, фундаментальные работы которых были ориентированы на изучение особенностей анатомической структуры и физиологии ПЖ у ЛЖ, а также определение состава и свойств простатического секрета (ПС).

Так, на основе работ V. Korenchevsky и M. Dennison [15] научной группой во главе с G.F. Humphrey и T. Mann впервые детально изучено анатомическое строение дорсолатеральной ПЖ (ДЛП) у крыс породы Wistar [16]. T. Mann и соавт. идентифицировали высокое содержание фруктозы в секрете дорсальной и латеральных долей ДЛП и определили взаимосвязь между концентрацией углевода и секреторной активностью ПЖ [17]. В своих работах C.A. Mawson и M.I. Fisher представили данные об индикации, посредством гистохимических методик, ионов Zn2+ в латеральной доле ДЛП [18]. Позднее в крупном исследовании S.A. Gunn и T.C. Gould обобщили знания, посвященные изучению ДЛП крыс породы Wistar, и существенно их расширили. Путем изучения большого количества образцов вивисекционного материала исследователи детализировали анатомическое строение ДЛП и представили новые данные о ее строении [19].

Активное изучение непосредственно БП началось только в 70-х годах XX века, благодаря клиническим и экспериментальным исследованиям T.A. Stamey и E.M. Meares, A.M. Friedlander, а также работам P.O. Madsen и A. Baumueller [20-22]. Практический опыт в создании и проведении экспериментов, а также появление новых диагностических методик и лекарственных средств (ЛС), в первую очередь антибактериальных препаратов (АБП), послужили импульсом для разработки более сложных ЭМ, в которых использовались высокоорганизованные млекопитающие и применялись разнообразные методики моделирования патологического процесса.

В первую очередь стоит упомянуть исследование, проведенное T.A. Stamey, E.M. Meares и D.G. Winningham в 1970-м году, которое посвящено, однако, не непосредственному моделированию БП и изучению структурных изменений в ПЖ ЛЖ при развитии патологического процесса, а изучению механизмов диффузии различных групп АБП в ПС через простатический эпителий и определению минимальной дозировки антибиотика, способного накапливаться в моче и предотвращать инфицирование мочевого пузыря (МП) патогенной флорой. Данная ЖМ является одной из предтечей экспериментальных фармакологических исследований в урологии и интересна в контексте сравнения с современными методиками изучения противомикробной активности АБП, процессов их взаимодействия с другими классами ЛС в ткани ПЖ и СП, а также объяснения механизмов формирования бактериального персистирования. В качестве ЛЖ исследователи использовали собаку, однако, порода, вес, возраст особи в работе не указаны. Предварительно ЛЖ проводили пролонгированную внутривенную (в/в) инфузию нескольких групп АБП для поддержания высокой концентрации в плазме крови (Ampicillin, Oleandomycin, Polymyxin, Nalidixic Acid, Nitrofurantoin и т.д.). Через необозначенный промежуток времени после проведения фенобарбиталовой анестезии исследователи производили лигирование МП ЛЖ проксимальнее ПЖ, далее мочеточники отсекали от МП, стентировали и выводили стенты через переднюю брюшную стенку в резервуар для отведения мочи. Семявыносящие протоки также перевязывали, осуществляли circumcisio и посредством в/в инъекции Sol. Pylocarpini стимулировали секрецию ПЖ. По прошествии некоторого временного интервала ПС поступал по уретре в емкость, расположенную под пенисом. Далее, сравнив градиенты концентраций АБП между плазмой и ПС, исследователи установили, что только Oleandomycin, Erythromycini lactobionate и Nalidixic Acid в достаточном количестве проникают через простатический эпителий в ПС, причем концентрация макролидов в ПС в несколько раз превышает плазматический уровень. Таким образом, группа исследователей пришла к заключению, что создание недостаточно высокой концентрации остальных АБП в ПС объясняется процесс развития персистенции, идентифицированной по данным обследования E. coli в ПС у мужчин, которым проводили лечение данными ЛС по поводу верифицированного БП, несмотря на положительный результат теста на антибиотикочувствительность [20].

В 1972-м году A.M. Friedlanderи A.I. Braude представили работу, посвященную изучению патогенетических механизмов интеркуррентного развития пиелонефрита (ПН) на фоне БП. Для создания ЖМ исследователи использовали 182 особи самцов крыс Sprague-Dawley весом 250-300 г. В качестве уропатогенов применяли штаммы P. mirabilis, выделенные из мочи пациентов в период манифестации инфекции мочевой системы, которые перед инокуляцией инкубировали 6 часов при темпиратуре – 370С в Triptasesoy бульоне до титра 108 КОЕ/мл в 0,05 мл, а также лабораторный «музейный» штамм P. mirabilis № 2215. Основной группе ЛЖ инокуляцию микроорганизмов проводили следующим образом: после эфирного наркоза осуществляли доступ к мочевому пузырю через абдоминальный разрез справа от срединной линии тела, производили инокуляцию 0,05 мл бактериальной взвеси в стенку МП (точная локализация не указана), после чего ушивали. Согласно дизайну исследования через определенные промежутки времени ЛЖ подвергали сакрификации, удаляли почки и ПЖ, далее проводили бактериологическое и гистологическое исследования аутопсийного материала с применением различных методов окраски препаратов. Статистический анализ показал, что из 182 крыс, вскрытых через 1 неделю, у 130 верифицирован ПН, в свою очередь, из 130 особей в 126 случаях обнаружен БП с тяжелыми изменениями в вентральной ПЖ и менее выраженными в дорсолатеральной ПЖ. У 52 крыс ПН не идентифицирован и среди них только у 4 особей обнаружен БП. Дополнительные исследования, проведенные позже, показали протективную роль ПЖ в качестве барьера для распространения инфекции на верхние мочевые пути: так, в серии опытов при введении инокулята в каждую долю вентральной ПЖ (титр 0,5 х 108 КОЕ/мл объемом 0,025 мл) 6-ти ЛЖ после сакрифации на 1, 2 и 4 неделе в исследуемом материале (почки и ПЖ) обнаружены более тяжелые и диффузные воспалительные изменения в ПЖ уже на 1-ой неделе, но уже к 2-ой неделе они практически отсутствовали, а бактериологическое исследование гомогенизатов ткани ПЖ не идентифицировало рост микроорганизмов и при этом ни у одной из крыс не зафиксировано развитие ПН [21]. Данное исследование является одним из первых (в хронологии формирования ЖМ для изучения БП), имеющих подобный дизайн и методологию построения эксперимента, в которых применяли разделение на несколько испытуемых групп ЛЖ с целью изучения механизмов развития определенных моделируемых патологических процессов в зависимости от вводимых исследователями условий (введение инокулята непосредственно в ПЖ, проведение билатеральной орхиэктомии перед инфицированием, вивисекция ЛЖ в различные контрольные сроки и т.д.).

Применение актуальных гистологических методик оценки аутопсийного материала позволило исследователям получить достоверную информацию о характере изменений в органах ЛЖ каждой экспериментальной группы. Следует отметить, что аналогичный дизайн экспериментальных работ с некоторыми модификациями используется при моделировании различных патологических процессов в зарубежных и отечественных исследованиях и по настоящее время.

Подобный, но более прецизионный дизайн исследования, позднее использовала в 1983 г. научно-исследовательская группа во главе с L. Kaplan при изучении протективного эффекта кастрации при БП на крысах Sprague-Dawley, опираясь на результаты исследования C.J. Jesik, J.M. Holland, Lee C. в области анатомического и гистологического строения ПЖ крыс [22,23].

Исследовательский коллектив A. Baumueller и P.O. Madsen в 1977 г. представил оригинальную ЖМ, созданную для изучения гематогенного пути инфицирования ПЖ. В качестве ЛЖ использовали 30 половозрелых собак (без указания породы, веса и возраста). В начале исследователи осуществляли доступ к ПЖ и МП (описания локализации лапаротомии и анестезии не представлено), производили диссекцию парапростатической и паравезикальной клетчатки, изолировали полость мочевого пузыря посредством наложения эластичного турникета (или жгута) на шейку и выполняли вазэктомию (по всей видимости двухстороннюю). После в/в стимуляции Sol. Pylocarpini 0,3 mg/kg СП собирали в емкость посредством пассивного оттока через предварительно установленный уретральный катетер для оценки концентрации Zn2+ и уровня рН. Далее выделяли простатическую артерию и с помощью иглы 25G производили интраартериальную инъекцию суспензии E.coli 1 x 106 КОЕ/мл в 0,5 ml Sol. Natrii Chloridi 0,9%. На заключительном этапе окружающие ткани орошали Ampicillini для предотвращения распространения воспаления на перипростатические участки и, судя по всему, перед ушиванием брюшного доступа, снимали турникет с шейки МП, хотя уточнения по данному поводу в тексте работы не приведены. Позднее через определенные временные интервалы (от 1 недели до 2 месяцев) после инфицирования производили оценку концентрации Zn2+, уровня рН, иммунофлюоресцентный анализ ПС для детекции антигенов E.coli, в последующем сакрифация, вивисекция ЛЖ и удаление ПЖ. Данные культурального исследования ПС показали, что во всех образцах ПС до инфицирования не зафиксировано антигенов Е. сoli, а после заражения лишь в 2-х образцах ПС получен отрицательный результат. Гистологический анализ аутопсийного материала зафиксировал в 100% случаев наличие воспалительных изменений в ПЖ в виде экссудативных изменений в ацинусах с преобладанием в их стенке лимфоцитарно-макрофагальных инфильтратов в острой фазе [24]. Необходимо отметить высокую валидность представленной работы в понимании механизмов гематогенного инфицирования ПЖ и протективных свойств СП, к тому же аналогичный дизайн ЖМ использовался в некоторых исследованиях и позднее.

Подобную ЭМ разработали и успешно использовали в 1980-х годах исследователи под руководством М.И. Каплуна [25]. Однако техническая сложность исполнения эксперимента и юридические ограничения со стороны международных обществ по защите животных на использование высокоорганизованных млекопитающих в качестве ЛЖ не позволили дальше развивать и использовать представленную методику моделирования.

Наиболее репрезентативную, практичную и физиологичную ЖМ воспроизведения БП на крысах породы Sprague-Dawley в 1990 г. разработал научный коллектив в составе J.C. Nickel, M. Olson,A. Barabas, J. Benediksson, M.K. Dasgupta, J.W. Costerton. В качестве уропатогена использовали штаммы E.coli K-235, которые культивировали в течение ночи в Trypticsoy бульоне при темпиратуре +37oC и титровали в трис-буферном солевом растворе (ТBS) до 1×108 КОЕ/мл. Всех ЛЖ рандомизировали на 2 группы: контрольную – 10 особей (им вводили 0,2 мл натрий-фосфатного буфера (PBS)) и экспериментальную – 65 особей (им вводили 0,2 мл инфектанта, содержащего E.coli K-235). После адаптации ЛЖ под общей анестезией 4% Halotane после обработки пениса 70% спиртом проводили по уретре стерильную полиэтиленовую трубку (PE 10) до простатической уретры (длина и диаметр трубки были определены предварительно) и производили инокуляцию бактериальной взвеси. Сакрифацию производили с помощью интоксикации СО2. Вивисекцию выполняли на 1, 3, 7 день и далее через неделю вплоть до 8-ми недель после инфицирования и удаляли вентральную предстательную железу (ВПЖ) и МП. Перед сакрификацией производили забор мочи путем аспирации из МП для бактериологического исследования, а также крови для иммунологических тестов. Половину ВПЖ гомогенизировали в течение 15 минут в 10 мл PBS, затем 0,1 мл гомогенизата ВПЖ и мочи титровали путем метода серийных разведений от 10-2 до 10-5, далее производили культивирование биоматериала на McConkey агаре. Рандомные участки ВПЖ и МП фиксировали в 10% формалине и после окраски Haematoxylin-eosin оценивали при помощи световой микроскопии. Для изучения ультраструктуры различные участки ПЖ после специальной последовательной обработки серией растворов (от 5% Glutaraldehyde до 0,05% Ruthenium красного) и фиксации по Spurr и Reynolds подвергали электронной микроскопии. Иммуногистологические исследования биоптатов ПЖ проводили с помощью перекрестного иммуноэлектрофореза по Lam и применения реакции прямой иммунофлюоресценции с методикой регистрации по Сornish. Регистрацию циркулирующих иммунных комплексов осуществляли с использованием CIC Raji cell метода радиоиммунного анализа по технике Dasgupta. В результате исследователям удалось вызвать развитие ретроградного трансуретрального БП у 61 особи экспериментальной группы (4 крысы в ходе эксперимента умерли от уросепсиса/ОБП) [26].

Принимая во внимание результаты анализа последующих публикаций в основных базах данных, можно с определенной уверенностью утверждать, что вышеуказанная научная работа является предтечей дальнейших исследований в области детализации и структуризации этиологических и патогенетических механизмов формирования БП. Разработанная ЖМ трансуретрального воспроизведения БП оказалась наиболее репрезентативной и казуальной, что, с некоторыми авторскими изменениями, позволяет с успехом применять ее также для изучения взаимодействия различных классов препаратов, особенностей их фармакодинамики и фармакокинетики в ПЖ в ходе клинических испытаний ЛС [27-30].

Исследовательская группа под руководством C. Jantos представила исследование по экспериментальному воспроизведению инфекции половых органов с использованием окулогенитальных штаммов C. psittaci Z-432 в титре 2 х 107 КОЕ/мл. Крысам породы Wistar после комбинированной Ketamine-Xylazine анестезии проводили скрототомию и выделяли правое яичко с придатком и семявыносящий проток. Введение 1 мл инокулята осуществляли с помощью 27G иглы непосредственно в семявыносящий проток, после чего рану мошонки ушивали. Впоследствии всех ЛЖ рандомно разделили на 6 групп (7-я контрольная). Сакрификацию крыс производили на 3, 7, 14, 30, 60 и 90 сутки, извлекали придатки, яички и ПЖ а также печень, селезенку и подвздошные лимфатические узлы, собирали образцы крови из аорты; одну половину придатков, яичек и ПЖ помещали в 10% буферизированный формалин, другую замораживали при –70оС. Впоследствии данные участки тканей после препарации подвергались микробиологическому (гомогензизированные участки дуплицировали в монослои 229-клеточных культур HeLa, обрабатывались солевым раствором Hanks и средой Eagle, после чего инкубировали при 37оС в 5% СО2 в течение 48 часов, фиксировали метанолом и детектировали хламидийные включения в монослое с помощью моколональных антител) и гистологическому исследованиям (световая микроскопия после окрашивания Hаematoxylin-eosin, образцы крови – серологическому (детекция антител к Сh. psittaci c помощью микроиммунофлюоресцентного теста с DTAF Pasteur). По результатам морфологического исследования тяжелые интерстициальные и интратубулярные гнойные воспалительные изменения зафиксированы на 7 и 14 день, постепенно сменившиеся умеренной мононуклеарной инфильтацией с 30 по 90 сутки. Результаты микробиологических тестов коррелировали с морфологическими – наиболее выраженная обсемененность ткани ПЖ зафиксирована у ЛЖ, умерщвленных с 3 по 14 сутки. Представленные работы помимо описательной части эксперимента интересны в качестве примера активизации исследовательского поиска в направлении изучения роли представителей кластера дебатируемых штаммов микроорганизмов в генезе бактериального простатита [31,32].

УРОПАТОГЕНЫ

На протяжении всех этапов развития технологии экспериментального моделировании БП в качестве тестовых эталонных уропатогенов по обыкновению использовали штаммы E. coli. В современных исследованиях традиционно продолжают применять различные серотипы эшерихий: Z17 (O2: K1: H-), K-235 (O1: K1: H-), O78 и т.д., а также контрольные штаммы серий АТСС1677, ATCC 25922. При этом используют различные типы культур – как выделенные из секрета ПЖ/мочи у пациентов с верифицированным диагнозом ОБП/ХБП, так и лабораторные «frozen stock» штаммы, которые после делиофилизации культивируют 12 часов на Tryptic-soy бульоне при температуре 35±2оС. Помимо Е.coli в некоторых исследованиях также в качестве инфекционных флогогенов применяли штаммы Pr. Mirabilis 2215, NPI/7244 штаммы St. epidermidis, уропатогенные K. pneumoniae, идентифицированные в 3 порции мочи/СП у пациентов с верифицированным БП или инфекцией мочевой системы, которые также культивировали на Trypticase-soy бульоне при 37оС (Pr. mirabilis 2215, K. pneumoniae), либо на Luria бульоне (NPI/7244 штаммы St. epidermidis), а также лабораторные окулогенитальные штаммы Сh. trachomatis (ATCC VR-123) культивируемых в BGM монослоях клеток и Ch. psitacci, выделенные у Guinea pig из конъюнктивального мешка (GPIC agents). Все представленные микроорганизмы как в вышепредставленных работах, так и в последующих исследованиях использовали в высоких титрах от 5 х 105 до 1 х 108 КОЕ/мл. Объем вводимого инокулята, содержащего уропатоген, в зависимости от вида используемых ЛЖ, таксона микроорганизма и применяемого способа инокуляции варьирует от 0,05 до 0,5 мл. Пути введения инфектанта – 1) трансуретрально; 2) интрапростатическая инъекция; 3) ангиогенно; 4) в семявыносящий проток [20,21,24,26,28-30,32-34].

ЛАБОРАТОРНЫЕ ЖИВОТНЫЕ

В качестве основных ЛЖ при моделировании БП исследователи используют оутбредных половозрелых самцов возрастом от 3 до 4 месяцев и массой от 180 до 450 г: крыс пород Wistar и Sprague-Dawley, а также самцов мышей линий C3H/ HeOuJ и C3H/HeJ. Все ЛЖ согласно протоколу проходят адаптацию в течение недели к новым условиям пребывания, после доставки из питомника. Цикл содержания животных составляет 12/12 часов день/ночь в контролируемых условиях микроклимата, свободный доступ к пище и воде [21,22,26,28-31]. В работах середины и конца XX века также использовали собак и приматов, но современными европейскими, американскими и российскими протоколами на законодательном уровне запрещено использовать высших млекопитающих в лабораторных исследованиях.

Анатомические исследования строения ПЖ данных ЛЖ показали, что ДЛП представлена 2 отдельными железами, разделенными посредине тонкой соединительнотканной перегородкой и заключенными в собственные капсулы. При этом изучение гистологического строения ПЖ показало, что каждая ДЛП сепарирована на 3 зоны – дорсальная часть представлена железистыми ацинусами голокринового типа (АГТ), латеральная часть представлена ацинусами апокринового типа (ААТ), а средняя (промежуточная) состоит как из ацинусов с голокриновым, так и с апокриновым типом секреции, а также имеет несколько крупных протоков, которые выводят секрет, продуцируемый обеими гландулярными компонентами. Изолированный анализ гомогенизатов тканей перечисленных участков выявил секреторные особенности каждой зоны. Было установлено, что секрет АГТ содержит высокие концентрации фруктозы, в противоположность ААТ продуцируют флюид с повышенным содержанием Zn2+, а ацинусы промежуточной зоны эксгалируют как фруктозу, так и Zn2+ [18,19,23].

Использование крыс пород Wistar и Sprague-Dawley при ЭМ БП позволяет в подавляющем большинстве случаев добиться развития острого и с течением времени хронического воспаления в ПЖ при различных способах введения инокулята. При этом установлено, что билатеральная орхиэктомия/химическая андрогенная депривация перед инфицированием позволяет уменьшить бактериальный рост в ПЖ, что может быть использовано в качестве метода контроля за течением эксперимента [21,22,33]. Применение мышейC3H/HeOuJ иC3H/HeJ в ЭМ менее распространено вследствие более высокой стоимости этих ЛЖ, технических трудностей при моделировании, связанных с размерами мышей и достаточно длительным периодом развития хронических изменений в ПЖ (12-24 недель) [34].

Анестезиологическое пособие, используемое в исследованиях с течением времени претерпело изменения в направлении использования менее токсичных и контролируемых препаратов, в соответствии с современными требованиями к наркозу. Так, в работах 50 – 70-х годов применяли Aether, позднее в 90-х успешно использовали 4% Halotane. На современном этапе чаще всего используют комбинацию в/м инъекции Ketamine (50 мг/кг) и Xylazine (12 мг/кг) или 10% Сhloral hydrate (3 мл/кг-1), хотя в некоторых экспериментальных работах Aether используется до сих пор [20,21,24,26,28-31].

Резюмируя, следует отметить, что представленный теоретический материал, созданный в результате синтеза информации, полученной в ходе проведения данных экспериментов, стал базисом для проведения дальнейших исследований по изучению антисептических, ресторативных, фертильных и других свойств ПС, оценке влияния нарушений гормональной регуляции, дисбаланса пищевого рациона, острого и хронического бактериально индуцированного воспаления на формирование ультраструктурных изменений в простатической ткани.

Таким образом, применение ЖМ в доклинической фазе исследований играет важную роль для понимания некоторых особенностей развития и течения патологических реакций при развитии инфекционно-воспалительного процесса в ПЖ. Тенденции современной «медицины, основанной на доказательствах» (Evidence-Based Medicine) диктуют необходимость более интенсивного внедрения ЖМ в исследовательский процесс.

ЛИТЕРАТУРА

1. Rees J, Abrahams M, Doble A, Cooper A. Diagnosis and treatment of chronic bacterial prostatitis and chronic prostatitis/chronic pelvic pain syndrome: a consensus guideline. BJU Int 2015;116(4):509–525. doi: 10.1111/bju.13101
2. Bonkat G, Pickard RS, Bartoletti R, Bruyere F, Geerlings S, Wagenlehner F, et al. Guidelines on Urological Infections. European Association of Urology. 2017, 64 p. URL: https://uroweb.org/wp-content/uploads/19-Urological-infections_2017_web.pdf
3. Gill BC, Shoskes DA. Bacterial prostatitis: a systematic review. 2016;29(1):86-91. doi: 10.1097/QCO.0000000000000222
4. Khan FU, Ihsan AU, Khan HU, Jana R, Wazir J, Khongorzul P, et al. Comprehensive overview of prostatitis: a systematic review. Biomed Pharmacother 2017;94:1064–1076. doi: 10.1016/j.biopha.2017.08.016
5. Cai T, Pisano F, Nesi G, Magri V, Verze P, Perletti G, et al. Chlamydia trachomatis versus common uropathogens as a cause of chronic bacterial prostatitis: Is there any difference? Results of a prospective parallel-cohort study. Investig Clin Urol 2017;58:460-467. doi.org/10.4111/ icu.2017.58.6.460
6. Xiao J, Ren L, Lee H, Ding Q, Lou S, Zhang W, et al. Atypical microorganisms in expressed prostatic secretion from patients with chronic prostatitis and chronic pelvic pain syndrome. Microbiological results from a case-control study. J. Urol. Int 2013;91(4):410–416. doi: 10.1159/000350934
7. Brede CM, Shoskes DA. The etiology and management of acute prostatitis: a systematic review. Nat Rev Urol 2011;8(4):207-212. doi: 10.1038/nrurol.2011.22
8. Strockij AV, Gavrusev AA, Rubanik LV, Poleshchuk NN. Is a nonbacterial prostatitis nonbacterial? Urology 2015;(4):102-106. PMID: 26665775
9. Коган М.И., Ибишев Х.С., Набока Ю.Л., Ферзаули А.Х. Mикробные патогены при хроническом бактериальном простатите. Медицинский вестник Башкортостана 2011;(2):104-106.
10. Набока Ю.Л., Коган М.И., Черницкая М.Л., Гудима И. А., Ибишев Х.С., Ферзаули А.Х. Mикробный спектр секрета предстательной железы и факторы персистенции бактерий, обнаруженных при хроническом бактериальном простатите. Обзорная статья. Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН 2012;(3):1-6.
11. Zheng J, Tang J, Yin S, Shen X, Zhou Z. Сomparison of polymerase chain reaction and immunologic methods for the detection of nanobacterial infection in type-III prostatitis. Urology 2014;84(3):731.e9-13. doi:10.1016/j.urology.2014.05.038.
12. Хельсинкская декларация всемирной медицинской ассоциации. Этические принципы проведения медицинских исследований с участием человека и животных в качестве субъекта. Принята на 18-ой Генеральной Ассамблее ВМА, Хельсинки, Финляндия, июнь 1964 г., последние изменения внесены на 64-ой Генеральной Ассамблее ВМА, Форталеза, Бразилия, октябрь 2013 г.
13. Правила лабораторной практики (GLP) при проведении доклинических исследований в Российской Федерации. Утверждены приказом Министерства Здравоохранения Российской Федерации «Об утверждении правил лабораторной практики» № 267 от 19.06.2003.
14. Mahler M, Berard M, Feinstein R, Gallagher A, Illgen-Wilcke B, Pritchett-Corning K, et al. FELASA recommendations for the health monitoring of mouse, rat, hamster, guinea pig and rabbit colonies in breeding and experimental units. Laboratory Animals 2014;48(3);178–192. doi: 10.1177/0023677213516312
15. Korenchevsvky V, Dennison M. Histological changes in the organs of rats injected with oestrone alone or simultaneously with oestrone and testicular hormone. J Path and Raet 1935;42:323-337
16. Humphrey GF, Mann T. Citric acid in semen. Nature. 1948;161:332-353.
17. Mann T, Parsons U. Studies on the metabolism of Semen, 6. Role of hormones. Effect of castration, hypophysectomy and diabetes. Relation between blood glucose and seminal fructose. Biochem J 1950;46:440-450.
18. Mawson CA, Fischer MI. Zinc content of the genital organs of the rat. Nature 1951;167:859
19. Gunn SA, Gould TC. A correlative anatomical and functional study of the dorsolateral prostate of the rat. Anat Rec 1957;128(1):41-53. doi:10.1002/ar.1091280105
20. Stamey TA, Meares EM Jr, Winningham DG. Chronic bacterial prostatitis and the diffusion of drugs into prostatic fluid. J Urol 1970;103(2):187-194.
21. Friedlander AM, Braude AI. Experimental prostatitis: relationship to pyelonephritis. J Inf Diseas 1972;126(6): 645-651. doi:10.1093/infdis/126.6.645
22. Kaplan L, Lee C, Schaeffer AJ. Effect of castration on experimental bacterial prostatitis in rats. Prostate 1983;4(6):625-630. doi:10.1002/ pros.2990040608
23. Jesik CJ, Holland JM, Lee C. An anatomical and histological study of the rat prostate. Prostate 1982;3:81-97.
24. Baumueller A, Madsen PO. Experimental bacterial prostatitis in dogs. Urol Res 1977;5(4):211-213
25. Каплун М.И., Калимулина Л.Б. Морфология хронического простатита. Материалы III Всесоюзного cъезда урологов.1984. С. 241
26. Nickel JC, Olson ME, Barabas A, Benediktsson H, Dasgupta MK, Costerton JW. Pathogenesis of chronic bacterial prostatitis in an animal model. Br J Urol 1990;66(6): 47-54. doi:10.1111/j.1464-410X.1990.tb14864.x
27. Elkahwaji JE, Zhong W, Hopkins WJ, Bushman W. Chronic bacterial infection and inflammation incite reactive hyperplasia in a mouse model of chronic prostatitis. Prostate 2007;67(1):14-21. doi: 10.1002/pros.20445
28. Yoon BI, Ha US, Sohn DW, Lee S-J, Kim HW, Han CH, et al. Anti-inflammatory and antimicrobial effects of nanocatechin in a chronic bacterial prostatitis rat model. J Infect Chemother 2011;17(2):189-194. doi.org: 10.1007/s10156-010-0098-9
29. Guo-Dong Qin, Ming-Zhao Xiao, Yuan-Da Zhou, Jing Yang, Hai-Xia He, Yue He, et al. Tamsulosin alters levofloxacin pharmacokinetics in prostates derived from rats with acute bacterial prostatitis. Asian J Androl 2013;15(2):254–260. doi: 10.1038/aja.2012.134
30. Lee YS, Han CH, Kang SH, Lee S-J, Kim SW, Shin OR, et al. Synergistic effect between catechin and ciprofloxacin on chronic bacterial prostatitis rat model. Int J of Urol 2005;12:383-389
31. Juntos C, Banmgirtner W, Durchfeld B, Schiefer HG. Experimental epididymitis due to Chlamydia trachomatis in rats. Infect Immun 1992;60:2324- 2328. doi.org:10.1007/s00345-005-0047-x
32. Jantos CA1, Augustin J, Durchfeld-Meyer B, Baumgärtner W, Schiefer HG. Experimental genital tract infection with Chlamydia psittaci (GPIC agent) in male rats. Infection 1998;26:126–130. doi: 10.1007/BF02767776
33. Seo SI, Lee SJ, Kim JC, Choi YJ, Kim SW, et al. Effects of androgen deprivation on chronic bacterial prostatitisin a rat model. Int J Urol 2003; 10: 485–491.
34. Vykhovanets EV1, Resnick MI, MacLennan GT, Gupta S. Experimental rodent models of prostatitis: limitations and potential. Prostate Cancer Prostatic Dis 2007;10(1):15-29. doi: 10.1038/sj.pcan.4500930

Статья опубликована в журнале “Экспериментальная и клиническая урология” №2 2019 г., стр. 26-33