Česky
English
Výbor pro spolupráci ČR se Spojeným ústavem jaderných výzkumů Přihlášení
Poškození a oprava DNA po působení ionizujícího záření s různým lineárním přenosem energie

Autor
Ježková  Lucie, Ing., Ph.D. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze

Rok
2018

Časopis
Dissertation thesis at the UCT in Prague


Obsah
Ionizující záření je z hlediska poškození biologických struktur a tkání vysoce efektivním činidlem. Jednou z veličin charakterizujících ionizující záření je lineární přenos energie (LET, linear energy transfer), který udává množství energie předané okolnímu prostředí na jednotku délky. Se vzrůstající
hodnotou LET se často zvyšuje i účinnost saotného záření a jeho unikátní schopnost způsobovat komplexní poškození DNA vedoucí k efektivnější indukci mutací, chromozomových aberací či buněčné smrti. Otázka jak rozsáhlá a komplexní poškození DNA jsou způsobena zářením s různými hodnotami LET a do jaké míry je buňka schopna taková poškození korektně eliminovat, však zůstává kvůli absenci vhodné metody nezodpovězena. Předkládaná dizertační práce se zabývá charakterizací vlivu záření s různými hodnotami LET na rozsah poškození DNA a jeho opravu v normálních lidských fibroblastech. Pro analýzy těchto poškození byla použita metoda imunofluorescenční detekce zářením indukovaných ohnisek γH2AX/53BP1, tvořených v místech dvouřetězcových zlomů DNA (DSB, double-strand breaks). Tato metoda, spolu s výhodami konfokální mikroskopie s vysokým rozlišením a detailní analýzou ohnisek γH2AX/53BP1 v 3D projekci, představuje vysoce účinný nástroj pro charakterizaci poškození na mikroskopické úrovni in situ. Pro zjištění, do jaké míry rozsah poškození koreluje s buněčnou odpovědí, byla tato sledování
doplněna o stanovení programované buněčné smrti – apoptózy. Studiem poškození DNA indukovaného osmi různými typy záření jsme zjistili výrazný vliv LET na jeho rozsah a komplexitu, které se odrazily v různých možnostech eliminace ohnisek γH2AX/53BP1. Z detailních křivek eliminačních kinetik je možné vidět, že účinnost i rychlost oprav DSB ve většině případů klesá s rostoucí hodnotou LET. Ukázali jsme, že parametr LET je sice vhodným pro odhad rozsahu poškození DNA, avšak nezohledňuje prostorové uspořádání ionizací, na které má vliv především energie iontu a jeho náboj. Mezi tyto případy patří nízkoenergetická záření iontů boru a neonu, která při porovnatelně vysokých hodnotách LET, indukují tvorbu rozdílně opravitelných DSB. Pomalejší a méně účinná eliminace ohnisek γH2AX/53BP1 byla pozorována v buňkách ozářených ionty neonu s mírně vyšší energii. Následné mikro-morfologické analýzy ohnisek γH2AX/53BP1 prokázaly signifikantní rozdíly i v jejich komplexitě a morfologii. Efekt vyšší účinnosti neonu pak přičítáme hustšímu prostorovému rozložení ionizací v mikrookolí stopy částice, které bylo dle výpočtů a simulací širší pro neon. Ve shodě s účinností opravy DSB, po expozici γ záření byl počet apoptických buněk nižší, v porovnání se zářením s vysokými hodnotami LET. Pro záření s vysokými hodnotami LET však indukce apoptózy nekorelovala s růstem LET a komplexitou poškození, ale spíše s průměrným počtem částic prošlých jádrem buňky.

Příklad citace článku:
L. Ježková , "Poškození a oprava DNA po působení ionizujícího záření s různým lineárním přenosem energie", Dissertation thesis at the UCT in Prague (2018)