ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ЯВИЩА КОМУТАГЕНЕЗУ В ОПРОМІНЕНИХ КЛІТИНАХ ОНКОЛОГІЧНИХ ХВОРИХ
DOI:
https://doi.org/10.32471/oncology.2663-7928.t-23-4-2021-g.9979Ключові слова:
аберації хромосом, комутагени, мікросателітна нестабільність, онкологічні хворі, опромінені лімфоцитиАнотація
Мета: визначення особливостей формування радіаційно-індукованих аберацій хромосом у лімфоцитах периферичної крові людини за умови комутагенної модифікації (дослідження in vitro). Об’єкт і методи: об’єктом дослідження були Т-лімфоцити периферичної крові 24 первинних онкогінекологічних хворих (група дослідження) та 67 умовно здорових осіб (група порівняння). Виділення, культивування лімфоцитів та метафазний аналіз радіаційно-індукованих аберацій хромосом виконували за стандартним протоколом. Відразу після рентгенівського опромінення комутагени вводили в культуру клітин у терапевтичних концентраціях (верапаміл — 1,0 мкг/мл крові, аскорбінова кислота — 20,0 мкг/мл крові), а також у концентраціях, що перевищували останні. Для дослідження мікросателітної нестабільності ДНК лімфоцитів використано метод полімеразно-ланцюгової реакції, для вивчення процесу апоптозу — імуноцитохімічний метод. Застосовано статистичні методи. Результати: встановлено, що аскорбінова кислота і верапаміл у терапевтичних концентраціях не впливали на вихідний рівень аберацій хромосом у неопромінених лімфоцитах хворих онкологічного профілю. З підвищенням концентрації верапамілу до 4,0 мкг/мл частота хромосомних перебудов зростала на 20%. Шляхом імуноцитохімічного аналізу встановлено, що під час опромінення низькою дозою (0,3 Гр) та додаткової дії верапамілу (1,0 та 4,0 мкг/мл крові) на лімфоцити крові хворих найбільша кількість каспаз-3-позитивних ядер спостерігається за дії комутагену в концентрації 1,0 мкг/мл. При опроміненні культури лімфоцитів і додатковій дії аскорбінової кислоти (20,0 і 80,0 мкг/мл) встановлено комутагенний ефект — статистично суттєве підвищення частоти аберацій (в 1,7–1,4 раза) порівняно з променевим ефектом. Уперше виявлено мікросателітну нестабільність ДНК внаслідок комутагенної дії аскорбінової кислоти на опромінені низькою дозою лімфоцити хворих. Цей факт може свідчити про порушення системи репарації помилково спарених нуклеотидів у клітинах циркулюючого пулу крові хворих. Висновки: при опроміненні (0,3 Гр) лімфоцитів крові хворих онкологічного профілю аскорбінова кислота проявляє комутагенні властивості в терапевтичній концентрації (20 мкг/мл), а верапаміл — у підвищеній концентрації (4,0 мкг/мл крові). З підвищенням концентрації аскорбінова кислота (20,0; 40,0; 80,0 мкг/мл) та верапаміл (1,0; 1,5; 2,0 та 4,0 мкг/мл) здійснюють стимулювальний вплив на мітотичну активність опромінених лімфоцитів. Уперше встановлено, що в механізмах формування комутагенних ефектів аскорбінової кислоти в опромінених лімфоцитах крові хворих певну роль відіграють порушення системи репарації помилково спарених нуклеотидів, що зумовлюють зміни в структурній організації ДНК (мікросателітна нестабільність). В основі явища комутагенезу, що розвивається в опромінених лімфоцитах онкологічних хворих, лежать процеси формування хромосомної та мікросателітної нестабільності, апоптоз, стимуляція проліферації клітин.
Посилання
Domina EA. Radiogenic cancer: Epidemiology and primary prevention. Kyiv: Naukova dumka, 2016. 196 p (in Russian).
Domina EA, Pylypchuk OP, Mikhailenko VM. Destabilization of human cell genome under the combined effect of radiation and ascorbic acid. Exp Oncol 2014; 36 (4): 236–40.
Domina EA, Pylypchuk OP, Mikhailenko VM. The modifying effect of co-mutagens on the frequency and spectrum of radiation-induced chromosome aberrations in human cells. Pharm Anal Acta 2015; 6: 377.
Morgan WF, Sowa MB. Non-targeted effects induced by ionizing radiation: mechanisms and potential impact on radiation induced health effects. Cancer Lett 2015; 356 (1):17–21.
Durnev AD, Seredenin SB. Co-mutagenesis as new vistas in genotoxicology. Bull Exp Biol Med.2003; 135 (6): 513–20.
Durnev AD, Daugel-Dauge NO, Zhanataev AK, et al. Comutagenic effects of valocordin. Ecol Genet 2012; 10 (3): 53–8 (in Russian).
Ashraf AA, Shakoori AR. Cytotoxic and genotoxic effects of arsenic on primary human breast cancer cell lines. Pakistan J Zool 2015; 47 (1): 79–87.
Grujicic D, Milosevic-Djordjevic O, Arsenijevic S, Marinković D. Treatment of pregnant women with a beta mimetic and verapamil increases the micronuclei frequency in umbilical cord blood lym phocytes. Tohoku J Exp Med 2008; 215 (4): 363–71.
Ashmawy IM, Nahas AF., Bayad AE. Teratogenic and cytogenetic effects of ivermectin and its interaction with P-glycoprotein inhibitor. Res Vet Sci 2011; 90 (1): 116–23.
Konopacka M. Rogolinski J. Clastogenic effects in human lymphocytes exposed to low and high dose rate X-ray irradiation and vitamin C. Nukleonika 2011; 56 (4): 253–7.
Demina EA, Pilinskaya MA, Petunin YuI, et al. Radiation cytogenetics: Russian-English dictionary-reference book. Kyiv: Zdorov’ya, 2009. 386 p (in Russian).
Sevankaev AV, Parshin VS, Mikhailova GF, et al. Comparative analysis of cytogenetic parameters with the morpho-functional state of the thyroid gland in children and adolescents living since the accident at the Chernobyl nuclear power plant in the territories of the Oryol and Kaluga regions contaminated with radionuclides. Radiat Risk 2006; 15 (1–2): 134–45 (in Russian).
Hagmar L, Strömberg U, Bonassi S, et al. Impact of types of lymphocyte chromosomal aberrations on human cancer risk: results from Nordic and Italian cohorts. Cancer Res 2004; 64 (6): 2258–63.
Joyner MS, Kogel O. Fundamentals of clinical radiobiology. Moscow: Binom. 2013. 600 р (in Russian).
Cytogenetic Dosimetry: Applications in Preparedness for and Response to Radiation Emergencies. Vienna: IAEA, 2011. 232 p.
Thompson SL, Compton DA. Chromosomes and cancer cells. Chromosome Res 2011; (19): 433–44.
Mazurkevich TA, Akseninko AV. Apoptosis and its mechanisms (review). Scientific works of the Southern branch of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine 2013; (155): 309–16 (in Ukrainian).
Sinicrope FA, Sargent DJ. Molecular pathways: microsatellite instability in colorectal cancer: prognostic, predictive, and therapeutic implications. Clin Cancer Res 2012; 18 (6): 1506–12.
