Hemolysis of domestic mammals erythrocytes induced by celomatic extract from selected earthworms species

Płyn celomatyczny dżdżownic zawiera szereg czynników o aktywności aglutynin, lizyn i proteaz. Stanowi to mechanizm obronny przed mikroorganizmami. Badania naukowe donoszą również o toksyczności w kierunku komórek eukariotycznych, czego przykładem jest dziurawienie błon komórkowych ssaków, przez białko o nazwie lyzenina. Oddziaływanie lyzeniny z dwuwarstwą lipidową odbywa się poprzez specyficzne wiązanie sfingomieliny. Przyłączenie kilku cząsteczek białka w miejscu zgrupowania lipidu prowadzi do powstania stabilnego poru, przez który zawartość komórki może dyfundować na zewnątrz. Jest to łatwe do zaobserwowania w przypadku krwinek czerwonych, kiedy następuje wypływ hemoglobiny do środowiska. Pomiar absorpcji światła widzialnego w zakresie czerwieni umożliwia określenie jaki procent komórek uległo uszkodzeniu. Metodyka ta stanowi podstawę poniższej pracy, mającej na celu zbadanie oddziaływania płynu celomatycznego z układem biologicznym w postaci erytrocytów. Przeprowadzone doświadczenia miały służyć weryfikacji doniesień o unikalności występowania lyzeniny ograniczonej tylko do dżdżownic z rodzaju Eisenia oraz zależności oddziaływania od ilościowego występowania sfingomieliny. W pierwszej części pracy porównywano zdolność do wywoływania hemolizy próbek uzyskanych z trzech gatunków dżdżownic – Eisenia fetida, Eisenia andrei oraz Dendrobena veneta. Drugi zestaw doświadczeń laboratoryjnych miał na celu sprawdzenie istnienia korelacji pomiędzy zawartością sfingomieliny w błonach krwinek, a ich podatnością na dziurawienie (użyto erytrocytów pochodzących od różnych gatunków ssaków, różniących się zawartością lipidu). Analiza danych potwierdza występowanie aktywności dziurawiącej tylko w płynach celomatycznych dżdżownic rodzaju Eisenia oraz wskazuje na wprost proporcjonalną zależność między zawartością sfingomieliny, a podatnością krwinek na hemolizę. Jednak istotność statystyczna znacznej części wyników wymaga potwierdzenia, poprzez powtórzenie doświadczeń i uwzględnienie dodatkowych czynników mogących mieć wpływ na proces, takich jak wiek czy waga osobnika, z którego pozyskiwano płyn celomatyczny.

Celomatic fluid of earthworms contains a number of factors with agglutinin, lysin and proteases activity. This is a defense mechanism against microorganisms. Studies report also about toxicity towards eucaryotic cells, an example of which is making pores in mammalian cell membranes by protein named lysenin.Lysenin interaction with lipid bilayer takes place by specific binding to sphingomyelin-rich membranes. Attachment of few protein particles in sphingomyelin-rich regions of membrane leads to formation of a stable pore, via which cell content may diffuse to the medium. This phenomenon is easy to observe in case of red blood cells, when hemoglobin outflow to the surroundings takes place. Measuring the light absorption in the visible red range allows specifying what percentage of cells was damaged.This methodology is the basis of this work, which aim is to examine interaction between celomatic fluid and erythrocytes as biological system. Experiments were designed to verify the hypothesis of lysenin occurrence limited only to earthworms of the genus Eisenia and interaction dependence of the quantitative abundance of sphingomyelin. In the first part of a paper the probes ability of causing hemolysis from three earthworm species – Eisenia fetida, Eisenia andrei and Dendrobena veneta was compared. The second set of laboratory experiments was aimed to test the existence of correlation between sphingomyelin content in blood cells membranes and their susceptibility to the action of celomatic fluid (there were used erythrocytes coming from various mammalian species with different lipid content).Data analysis confirms existence of perforating activity only in celomatic fluids from earthworms of the genus Eisenia and indicates a direct relationship between sphingomyelin content and blood cells susceptibility to hemolysis. However, statistical significance of the major part of the results requires confirmation by experiments repetition and consideration of additional factors that may influence on the process, such as age or weight of subject from which celomatic fluid is extracted.