Спосіб зниження частоти спонтанних та радіаційно-індукованих генетичних пошкоджень в соматичних немалігнізованих клітинах людини

Спосіб зниження частоти спонтанних та радіаційно-індукованих генетичних пошкоджень в соматичних немалігнізованих клітинах людини, який відрізняється тим, що за дії малих доз іонізуючої радіації для забезпечення зменшення рівня хромосомних пошкоджень до значень спонтанного використовують антимутаген і радіопротектор інозин у профілактичній дозі. (19) (21) u201015561 (22) 23.12.2010 (24) 25.07.2011 (46) 25.07.2011, Бюл.№ 14, 2011 р. (72) ЧЕХУН ВАСИЛЬ ФЕДОРОВИЧ, ДЬОМІНА ЕМІЛІЯ АНАТОЛІЇВНА, ДЕМЧЕНКО ОЛЕНА МИКОЛАЇВНА (73) ІНСТИТУТ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ ПАТОЛОГІЇ, ОНКОЛОГІЇ І РАДІОБІОЛОГІЇ ІМ. Р.Є. КАВЕЦЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ 3 61604 прийнятої [8]. При цьому аналіз аберацій хромосом здійснюється в метафазах першого мітозу після опромінення, тобто на 50 год. від початку інкубації клітин. Вищезазначене обумовлене тим, що при фіксації клітин в більш пізні строки інкубації частина аберацій елімінує при мітотичному поділі, що неминуче відобразиться на вірогідності одержаних результатів. Інозин ("Дарниця", Україна) додавали в концентрації 0,01 мг/мл крові за 30 хв. до опромінення в G0 стадії мітотичного циклу. Культуру ЛПК опромінювали на терапевтичній 60 установці "Рокус" з джерелом Со в діапазоні доз 0,1-1,0 Гр (потужність дози 0,89 Гр/хв., сила струму 10 мА, напруга 180 кВ). Встановлено, що інозин не спричинює токсичного впливу на проліферативний потенціал ЛПК, що дозволило отримати достатню кількість метафазних пластинок для об'єктивного цитогенетичного аналізу (200-300 метафаз на кожне спостереження). Інозин вносять до -опромінення в культуру ЛПК умовно здорових осіб (донори) та онкологічних хворих (злоякісні пухлини молочної залози, 4 тіла матки) на весь строк інкубації клітин. При введенні інозину в культуру неопромінених клітин клінічно здорових осіб (фіг. 1) та онкологічних хворих (фіг. 2) до початку протипухлинної терапії знижувалась загальна частота аберацій хромосом, аберацій хромосомного та хроматидного типів. В умовно здорових осіб (донорів) спонтанний рівень загальної частоти аберацій хромосом становить - 1,6/100 клітин, а за дії інозину - 0,6/100 клітин, тобто спостерігається зниження частоти спонтанних аберацій хромосом у 2,6 рази. Під впливом інозину рівень аберацій хроматидного типу знижується у 1,7 рази, а аберації хромосомного типу „зникають" (табл. 1). Введення інозину у культуру ЛПК онкологічних хворих знижує загальну частоту аберацій хромосом у 1,8 рази: частота аберацій хромосомного типу знижується у 1,7 разів, хроматидного типу - у 1,8 рази. Таким чином, під впливом інозину рівень генетичних пошкоджень знижується майже у 2 рази (табл. 2). Таблиця 1 Дослідження модифікуючого впливу інозину на спонтанний рівень аберацій хромосом в ЛПК умовно здорових донорів (середньогрупові значення) № п/п 1 2 3 4 5 6 Цитогенетичний показник Загальна частота аберацій хромосом Загальна частота аберацій хромосом при додатковому введенні інозину Частота аберацій хромосомного типу Частота аберацій хромосомного типу при додатковому введенні інозину Частота аберацій хроматидного типу Частота аберацій хроматидного типу при додатковому введенні інозину Частота аберацій хромосом на 100 метафаз 1,6±0,2 р0,05 0,6±0,2 0,6±0,2 0 р0,05 1,0±0 0,6±0,2 р0,05 Таблиця 2 Дослідження модифікуючого впливу інозину на спонтанний рівень аберацій хромосом в ЛПК онкологічних хворих (середньогрупові значення № п/п 1 2 3 4 5 6 Частота аберацій хромосом /100 метафаз Загальна частота аберацій хромосом 7,6±0,4 р0,05 Загальна частота аберацій хромосом при додатковому 4,3±0,2 введенні інозину Частота аберацій хромосомного типу 2,5±0,3 р0,05 Частота аберацій хромосомного типу при додатковому 1,5±0,2 введенні інозину Частота аберацій хроматидного типу 5,1±0,3 р0,05 Частота аберацій хроматидного типу при додатковому 2,8±0,4 введенні інозину Цитогенетичний показник Аналіз одержаних цитогенетичних даних свідчить, що інозин знижує спонтанний рівень аберацій хромосом у неопромінених лімфоцитах периферичної крові, як умовно здорових донорів, так і онкологічних хворих, діючи на клітини в якості антимутагену. Як видно із фіг. 3, введення інозину в культуру ЛПК умовно здорових осіб до -опромінення знижує частоту радіаційно-індукованих аберацій хромосом у всьому досліджуваному діапазоні доз. Найбільший радіозахисний ефект інозину спостерігався при опроміненні культури клітин у діа 5 пазоні малих доз - 0,1-0,2-0,3 Гр. Так, рівень радіаційно-індукованих аберацій хромосом знижувався з 6,06±0,6;7,06±1,6;7,76±1,0 до 1,6±0,1;2,6±0,4;2,2±0,6 на 100 клітин, відповідно, 61604 6 досягаючи, таким чином, значень середньопопуляційного спонтанного рівня генетичних пошкоджень у ЛПК людини (табл. 3). Таблиця 3 Модифікація радіаційно-індукованих цитогенетичних ефектів у ЛПК умовно здорових осіб під впливом інозину (середньогрупові значення) Доза, Гр 0,1 Ін+0,1 0,2 Ін+0,2 0,3 Ін+0,3 0,5 Ін+0,5 1,0 Ін+1,0 Цитогенетичні показники (на 100 проаналізованих метафаз) Частота абера- Загальна частота Аберації хромосоАберації хромантних метафаз, аберацій хромоДицентрики много типу тидного типу % сом 6,06±0,6 6,06±0,6 2,99 0,3 3,07 1,3±0,1 1,6±0,1 1,06 0,2 0,6 7,0±1,6 7,06±1,6 3,26 0,5 3,8 2,6±0,4 2,6±0,4 1,6 0,5 1,1 7,5±1,0 7,76±1,0 4,16 0,9 3,6 2,2±0,6 2,2±0,6 1,2 0,2 1,0 10,9±1,4 11,3±1,4 5,23 1,3 5,9 3,5±1,0 4,5±1,0 3,5 1,5 1,0 17,4±1,5 18,6±1,8 11,4 5,4 7,2 14,8±1,1 15,5±1,0 8,6 4,2 6,7 Делеції 3,0 0,6 3,6 0,75 3,4 0,8 5,6 0,5 6,8 6,0 Примітка: Ін - інозин. Коефіцієнт модифікації променевого ефекту дорівнював 3,8-2,7-3,5 відповідно. З подальшим підвищенням дози опромінення до 1,0 Гр радіозахисний ефект інозину знижувався, відповідно до чого коефіцієнт модифікації становив 1,2. Під впливом інозину знижувалась частота всіх цитогенетичних показників, в т.ч. променевих маркерів дицентричних хромосом (фіг. 4). Аналогічний радіозахисний ефект інозину спостерігався при опроміненні культури ЛПК онкологічних хворих (табл. 4). В діапазоні малих доз 0,10,2-0,5 Гр рівень радіаційно-індукованих аберацій хромосом знижувався і коефіцієнт модифікації уіндукованого ефекту становив 1,9;1,7 та 2,2 відповідно. Таблиця 4 Модифікація радіаційно-індукованих цитогенетичних ефектів у ЛПК онкологічних хворих під впливом інозину (середньогрупові значення) Доза, Гр 0,1 Ін+0,1 0,2 Ін+0,2 0,5 Ін+0,5 Цитогенетичні показники (на 100 проаналізованих метафаз) Частота абера- Загальна частоАберації хромосоАберації хромантних метафаз, та аберацій хроДицентрики много типу тидного типу % мосом 8,2±0,6 8,2±0,6 2,4 0,8 5,8 4,3±0,1 4,3±0,1 1,0 0 3,0 8,7±1,5 8,7±1,5 3,1 0,6 5,6 5,0±1,0 5,0±1,0 1,0 0 4,0 10,0±1,4 10,0±1,4 2,9 1,0 7,1 4,6±1,0 4,6±1,0 1,5 0 3,1 Делеції 5,0 3,0 4,3 3,0 5,7 3,1 Примітка: Ін - інозин. Таким чином, інозин проявляє антимутагенний та радіозахисний ефект при опроміненні соматичних немалігнизованих клітин людини в інтервалі малих доз (0,1-0,5 Гр) у вигляді зниження рівня радіаційно-індукованих генетичних пошкоджень до значень спонтанного. Отже, використання препарату інозин в якості профілактичного радіопротектора доцільно реко мендувати особам, що працюють у сфері дії іонізуючої радіації (працівники атомних підприємств, рентгенологи, радіологи та ін.), мешканцям районів, які забруднені радіонуклідами внаслідок Чорнобильської катастрофи, з метою первинної профілактики розвитку злоякісних новоутворень радіаційного генезу. Використання інозину також доцільно призначати онкологічним хворим з метою 7 зниження ступеню і частоти променевих реакцій та ускладнень з боку здорових тканин внаслідок променевої терапії, що буде сприяти проведенню курсу терапевтичного опромінення в повному обсязі. Приклади практичного застосування корисної моделі Приклад 1. В ЛПК умовно здорових осіб (донорів) за умови дії інозину при -опроміненні в дозі 0,2 Гр частота аберацій хромосом знижувалась: для донора № 1 - з 3,2±0,4 до 1,7±0,1 на 100 проаналізованих метафаз; для донора № 2 - з 2,5±0,2 до 1,8±0,1/100 метафаз, для донора № 3 - з 8,1±1,3 до 2,9±0,2/100 метафаз відповідно; а при дозі -опромінення 0,5 Гр частота аберацій хромосом знижувалась: для донора № 1 - з 7,0±1,2 до 3,5±0,3/100 метафаз; для донора № 2 - з 10,0±1,5 до 3,0±0,4/100 метафаз, для донора № 3 - з 10,0±1,5 до 3,2±0,2/100 метафаз відповідно. Приклад 2. В ЛПК онкологічної хворої до початку протипухлинної терапії (фіг. 5; № 2) частота аберацій хромосом до дії інозину становить 9,0 на 100 проаналізованих метафаз, а під його впливом знижується до 5,0 на 100 метафаз; для онкологічної хворої (фіг. 5; № 5) - частота аберацій хромосом становила 6,0 і 3,0 на 100 клітин відповідно. При цьому зменшення частоти аберацій хромосом при введенні в культуру клітин інозину спостерігали за рахунок аберацій як хромосомного, так і хроматидного типів, але найбільше зниження частоти аберацій відбувалося за рахунок делецій. Перелік фігур до заявки на корисну модель: "Спосіб зниження частоти спонтанних та радіаційно-індукованих генетичних пошкоджень в соматичних немалігнізованих клітинах людини" Фіг. 1. Модифікуючий вплив інозину на спонтанний рівень аберацій хромосом в ЛПК умовно здорових донорів. Позначення: 1 - загальна частота аберацій хромосом, 2 - частота аберацій хромосомного типу, 3 - частота аберацій хроматидного типу (середньогрупові значення). Фіг. 2. Модифікуючий вплив інозину на спонтанний рівень аберацій хромосом в ЛПК онкологічних хворих. Позначення: 1 - загальна частота аберацій хромосом, 2 - частота аберацій хромосомного ти 61604 8 пу, 3 - частота аберацій хроматидного типу (середньогрупові значення). Фіг. 3. Модифікуючий вплив інозину на радіаційно-індуковану частоту аберацій хромосом. Фіг. 4. Метафазна пластинка лімфоцита периферичної крові людини з променевим маркером дицентричною хромосомою та парним фрагментом (вказано стрілками). Фіг. 5. Індивідуальні значення частоти аберацій хромосом в ЛПК онкологічних хворих під впливом інозину. Джерела інформації: 1.Bonassi S., Hagmar L., Stromberg U.et al.Chromosomal aberrations in lymphocytes predict cancer independently of exposure to carcinogens // Cancer Research.-2000. - Vol.60. - P.1619-1625. 2.Hagmar L., Stromberg U., Bonassi S. et al. Impact of types of lymphocyte chromosomal aberrations on human cancer risk // Cancer Res.2004. - Vol.64. - P.2258-2263. 3. Легеза В. И., Антушевич А. Е., Пикалова Л. В., Жекалов А. Н. Отдаленные последствия у ликвидаторов аварии на Чернобыльской АЭС // Профилактическая медицина.-2008. - Т. 9. - С. 362372. 4. Дьоміна Е. А., Іванкова B.C. Індивідуальна радіаційна чутливість пухлин та її цілеспрямована модифікація // Укр. радіологічний журнал.-2010. № 2. - С. 175-178. 5.Sanberg A.A. Chromosome abnormalities in human cancer and leukemia // Mutat. Res.-1991. Vol. 247, № 2. - P.231-240. 6.Dyomina E. Cytogenetic and cancerogenic effects of low dose // Eur. J. Human Genetics.-2007. Vol. 15. - Suppl. 1. - P. 102-103. 7.Biological dosimetry:chromosomal aberrations analysis for dose assessment. Technical Reports Series № 260. - Vienna: Int. Atom. Energy Agency, 1986.- 69p. 8. Снигирева Г. П., Богомазова А. Н., Новицкая Н. Н. и соавт. Биологическая индикация радиационного воздействия на организм человека с использованием цитогенетических методов // Метод. рекомендации. - Санкт-Петербург, 2007.-32 с. 9 61604 10 11 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 61604 Підписне 12 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601