Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Αλέξανδρος Γεωργακίλας, Αναπλ. Καθηγητής, ΣΕΜΦΕ, ΕΜΠ
Βασίλειος Γοργούλης, Καθηγητής, Ιατρική, ΕΚΠΑ
Γεωργία Τερζούδη, Ερευνήτρια Α, Υγειοφυσική, ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος
Περίληψη:
Είναι γνωστό ότι η ιοντίζουσα ακτινοβολία (IR) προκαλεί βλάβες στο DNA. Η IR
προκαλεί κατά κύριο λόγο σύνθετες βλάβες, δηλαδή μονόκλωνες ή δίκλωνες θραύσεις
και διαφόρων ειδών αλλοιώσεις βάσεων η μία πολύ κοντά στην άλλη, εντός 10-15
ζευγών βάσεων DNA. Οι βλάβες αυτές είναι δύσκολο να επιδιορθωθούν από τα
κύτταρα τα οποία συνήθως οδηγούνται σε θάνατο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η
ακτινοθεραπεία είναι ευρέως χρησιμοποιούμενη ενάντια σε καρκινικούς όγκους.
Εντούτοις, λανθασμένη αποκατάσταση των βλαβών του DNA μπορεί να οδηγήσει σε
μεταλλάξεις, γενωμική αστάθεια και καρκινογένεση. Τα τελευταία χρόνια υπάρχουν
αρκετές ενδείξεις ότι οι ιοντίζουσες ακτινοβολίες επιφέρουν συνέπειες όχι μόνο στα
κύτταρα και τους ιστούς που ακτινοβολούνται άμεσα, αλλά και σε ιστούς εκτός του
πεδίου ακτινοβόλησης. Οι συνέπειες αυτές μπορεί να αφορούν κύτταρα που
γειτνιάζουν, είναι δηλαδή παρακείμενα των ακτινοβολημένων κυττάρων, φαινόμενο
που αναφέρεται και ως ‘bystander effect’ , ή κύτταρα και ιστούς απομακρυσμένους
από το σημείο της ακτινοβόλησης, το λεγόμενο ‘distant effect’. Οι μηχανισμοί που
ευθύνονται για τα φαινόμενα αυτά δεν είναι ακόμη γνωστοί αλλά φαίνεται ότι
εμπλέκεται η απελευθέρωση διάφορων παραγόντων όπως κυτοκίνες, ελεύθερες ρίζες
κ.α.. Με στόχο να εξεταστούν οι συνέπειες των ιοντιζουσών ακτινοβολιών σε
απομακρυσμένες θέσεις και να διερευνηθούν οι υπεύθυνοι μηχανισμοί, υγιή ποντίκια
του γένους C57BL/6 ακτινοβολήθηκαν στο πόδι με δέσμη ακτινών Χ χαμηλής ενέργειας,
τόσο με ακτινοβολία ευρείας δέσμης, Broad Beam (BB) όσο και με μικροδέσμες (MRT),
με δόσεις των 10 και 40 Gy και απομονώθηκαν διάφοροι ιστοί 24 και 96 ώρες μετά την
ακτινοβόληση. Εξετάστηκαν ιστοί του λεπτού εντέρου των ποντικών και συγκεκριμένα
του δωδεκαδάκτυλου που απέχουν 35mm από το σημείο της ακτινοβόλησης. Οι
ακτινοβολήσεις και η απομόνωση των ιστών έγιναν στην επιταχυντική διάταξη
Australian Synchrotron IMBL του Peter McCallum Institute στο πανεπιστήμιο της
Μελβούρνης και στάλθηκαν παγωμένοι στο τμήμα Ιστολογίας-Εμβρυολογίας της
Ιατρικής Σχολής του ΕΚΠΑ όπου εκτελέστηκαν τα πειράματα. Εφαρμόζοντας τεχνικές in
situ ανοσοϊστοχημείας σε παγωμένους ιστούς και σε ιστούς κλεισμένους σε παραφίνη
βρήκαμε σημαντικά αυξημένα επίπεδα 8-οξογουανίνης (8-oxoG), μάρτυρα οξειδωτικού
στρες και οξειδωτικών βλαβών DNA τόσο στα ακτινοβολημένα με 10 Gy όσο και με 40
Gy ποντίκια σε σχέση με τα μη ακτινοβολημένα, τόσο για την ΒΒ όσο και για την ΜRT
ακτινοβόληση. Συγκεκριμένα, τα επίπεδα της 8-oxoG στα στρωματικά κύτταρα ήταν
έως 3,8 φορές και στα επιθηλιακά κύτταρα έως 7 φορές αυξημένα στα 40 Gy και 10Gy
αντίστοιχα σε σχέση με τα μη ακτινοβολημένα για την ακτινοβολία ΒΒ. Τα αντίστοιχα
επίπεδα αύξησης της 8-oxo-G στην περίπτωση της MRT για τα 10 Gy ήταν 4 και 5
φορές. Επίσης, στα ακτινοβολημένα με ΒΒ 10 Gy ποντίκια βρέθηκαν σημαντικά
μειωμένα τα επίπεδα της ki67, ενός δείκτη που σχετίζεται με τον κυτταρικό
πολλαπλασιασμό, μείωση ακόμα πιο εμφανής στα ΒΒ 40 Gy, 2,5 φορές χαμηλότερα, σε σύγκριση με τα μη ακτινοβολημένα. Αυτό υποδεικνύει αυξημένες βλάβες στα κύτταρα που οδηγούν στην αναστολή του κυτταρικού τους κύκλου και ενεργοποίηση επιδιορθωτικών μηχανισμών. Από τον έλεγχο του κυτταρικού πολλαπλασιασμού στα δείγματα που ακτινοβολήθηκαν με MRT δεν προέκυψαν διαφορές σε σχέση με τα μη ακτινοβολημένα. Παρατηρήθηκε μια μικρή μείωση του αριθμού των οξειδωτικών βλαβών του DNA στις 96 ώρες σε σχέση με τις 24 ώρες μετά την ακτινοβόληση. Αυτό ίσως να σημαίνει ότι ίσως κύτταρα έχουν αρχίσει να επιδιορθώνουν βλάβες αλλά σίγουρα υποδεικνύει ότι οι 24 είναι αρκετές για την εμφάνιση του φαινομένου στην μέγιστη έντασή του. Επίσης παρατηρούμε αυξημένα έως και 6,1 φορές επίπεδα κυτταρικής γήρανσης στα εντερικά κύτταρα των ακτινοβολημένων με ΒΒ ποντικών. Τέλος, προέκυψε αύξηση της φλεγμονώδους αντίδρασης των επιθηλιακών εντερικών κυττάρων των ποντικών που ακτινοβολήθηκαν στο πόδι τόσο με ΒΒ όσο και με MRT. Για την ακτινοβόληση με ΒΒ προέκυψε αύξηση της πυρηνικής p65 έως και 2,2 φορές ενώ για την MRT έως και 2,4 φορές σε σχέση με τα μη ακτινοβολημένα. Αυτό μας οδηγεί στο συμπέρασμα ότι κάποιοι από τους παράγοντες που ευθύνονται για το distant effect είναι κυτοκίνες , κύτταρα του ανοσοποιητικού, όπως μακροφάγα, κ.α. οι οποίοι προκαλούν οξειδωτικό στρες και επάγουν δευτερογενείς φλεγμονικές αντιδράσεις.
Λέξεις-κλειδιά:
Απόκριση απομακρυσμένων ιστών, Bλάβες DNA λόγω ιοντίζουσας, Οξειδωτικές βλάβες DNA, Φλεγμονώδης αντίδραση απομακρυσμένων ιστών
