Маркери генотоксичности у хуманим лимфоцитима периферне крви као показатељи интер-индивидуалне варијабилности у одговору на деловање јонизујућег зрачења

Abstract

Досадашња истраживања: Јонизујућа зрачења у контакту са живом материјом изазивају оштећења биомолекула. Биолошки маркери експозиције и ефекта озрачивања (хромозомске аберације и микронуклеуси) и репаративни капацитети (способност поправке зрачењем индукованих оштећења), испитивани су у досадашњим истраживањима у евалуацији индивидуалне радиосензитивности in vitro. Како је један од узрочника оштећења молекула ДНК дејством јонизујућег зрачења и настанак слободних радикала, циљ овог истраживања био је утврђивање утицаја параметара оксидативног стреса, антиоксидантног одговора и оксидативног статуса испитаника, на учесталост цитогенетичких биомаркера деловања зрачења у лимфоцитима периферне крви и испитивање корелације између формирања две врсте биомаркера. Метод: Истраживање је обухватило анализу узорака крви 56 испитаника-донора на постојање цитогенетички видљивих промена генетичког материјала и биохемијски потврђених промена у вредностима параметара оксидативног стреса, у одговору на деловање три различите апликоване дозе зрачења у односу на неозрачене узорке. Резултати: У истраживању је анализирано укупно 103 цитогенетичкa и биохемијскa параметра на 4 дозе зрачења (0, 0.75, 1.5 и 3 Gy). Резултати су показали постојање интер-индивидуалне варијабилности у свим анализираним параметрима, на свим дозама зрачења, као и дозно-зависно формирање свих параметара, уз издвајање две групе: прве-која обухвата скоро све анализиране параметре и која се карактерише повећањем вредности са порастом дозе и друге, која се карактерише смањењем вредности са порастом дозе, а обухвата само један параметар-тотални антиоксидантни статус. За појединачне параметре, корелациона анализа показала је, на свакој од апликованих доза зрачења, одсуство корелација дицентричних хромозома и микронуклеуса са биохемијским параметрима. Међутим, корелациона анализа параметара који говоре о свеукупном одговору донора , израженом кроз однос између броја „Н“ вредности и укупног броја мерења (H-response ratio - „HRR“ параметар) потврдила је налазе Т-теста – донори лошијег антиоксидантног статуса, показали су већи степен цитогенетичких оштећења и бурније одговорили на озрачивање...

Ionizing radiation in living cells can directly act on atomic structures, producing damage to biomolecules. Earlier investigations evaluating individual radiosensitivity in vitro were focused on biomarkers of exposure and effect (chromosomal aberrations and micronuclei) as well as reparative capacity. Since ionizing radiation can also cause oxidative damage and produce reactive oxygen species, the main goal of this investigation was to establish the influence of parameters of oxidative status and oxidative damage on chromosomal aberrations and micronuclei frequency in peripheral blood lymphocytes from donors and to examine possible correlations. Method: Blood samples from fifty six health male and female donors were irradiated with four different doses (0, 0.75, 1.5 and 3 Gy) and then analyzed cytogenetically and biochemically. Results: A total of 103 cytogenetic and biochemical parameters were evaluated. The results showed significant inter-individual variability in all analyzed parameters, as well as dose-dependent increases of almost all of them, except for total antioxidant status, which exhibited a dose-dependent decrease. Correlation analysis indicated no association between cytogenetic radiation biomarkers (chromosomal aberrations and micronuclei) and biochemical oxidative stress parameters. However, findings for overall response („HRR“ parameters) confirmed the t-test analysis, i.e. donors with lower values for antioxidant status parameters had increased levels of cytogenetic damage and higher responses to irradiation. Unlike them, the group of donors with better antioxidative protection showed a lower response than expected. Conclusion: Besides well established cytogenetic biomarkers of radiation exposure, our results indicated a promising future use for biochemical oxidative status parameters in routine radiation protection practice, since together they can provide a complete radiation response profile in cases of continuous low dose exposure, as well as in a radiation emergency.