Geum.ru

Тезисы докладов

Вид материалаТезисы
10. Проблемы радиобиологии
В.А. Александрова, Г.Н. Бондаренко, Л.Ф. Бокша, Г.П. Снигирева, Н.Н. Новицкая
Исследование пусковых механизмов радиационно-индуцированной хромосомной нестабильности для целей прогнозирования отдаленных эффе
Подобный материал:
1   ...   51   52   53   54   55   56   57   58   ...   78

10. Проблемы радиобиологии




РАЗРАБОТКА НОВЫХ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ АНТИМУТАГЕНОВ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГЕНОМА

ОТ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ




В.А. Александрова1), Г.Н. Бондаренко1), Л.Ф. Бокша1),

Г.П. Снигирева2), Н.Н. Новицкая2)



1)Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, Москва

2) Российский научный центр рентгенорадиологии Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи, Москва


В связи с глобальным радиационным загрязнением окружающей среды поиск новых подходов к созданию веществ, способных снизить уровень генетического поражения и уменьшить риск канцерогенеза, становится все более актуальным. Этим обусловлен значительно возросший интерес к разработке новых эффективных защитных веществ разных классов химических соединений, в том числе и полимерной природы, что обеспечивает ряд специфических преимуществ (пролонгированный характер действия, улучшенную растворимость в воде, направленную доставку и др.).

Ранее на синтетических полимерах нами было показано, что сочетание гидрофильной матрицы поликатионной природы и структурных фрагментов фенольных антиоксидантов (АО), включенных в боковую цепь полимера, приводит к значительному усилению антимутагенной эффективности, что было подтверждено в тестах in vitro и in vivo.

Проект посвящен разработке новых водорастворимых макромолеку-лярных антимутагенов на основе нетоксичного биодеградируемого поликатиона – хитозана и антиоксидантов растительного происхождения. В качестве биологически активных веществ полифенольного типа из группы флавоноидов в работе были использованы эффективные ингибиторы радикальных реакций – кверцетин (Кв) и дигидрокверцетин (ДГКв). Помимо этого для выявления возможной корреляции между количеством гидроксильных групп в структуре низкомолекулярного АО и защитной эффективностью макромолекулярного антимутагена были синтезированы новые водорастворимые коньюгаты хитозана с АО растительного происхождения – галловой и сиреневой кислотой (ГК и СК), соответственно.

Структуру конъюгатов хитозана с Кв, ДГКв, а также с ГК и СК подтверждали с использованием методов УФ- и ИК-Фурье-спектороскопии. Синтезирован и охарактеризован ряд водорастворимых конъюгатов хитозана, содержащих указанные АО в количестве от 1 до 3 % масс.

Для оценки антимутагенной эффективности конъюгатов хитозана с АО использовали цитогенетический метод, позволяющий анализировать частоту хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови. Показано, что конъюгаты хитозана проявляли выраженную (~50 %) антимутагенную эффективность (при введении вещества до или сразу после облучения в дозе 2 Гр). При этом сами конъюгаты не проявляли мутагенных эффектов даже при максимальной их концентрации в среде. В результате проведенных исследований выявлено предельное содержание АО в коньюгате, позволяющее получать растворимые в физрастворе антимутагены, что является необходимым условием контакта защитного вещества с клетками крови. Также выявлены наиболее эффективные концентрации защитных веществ и предпочтительный способ их введения (до или после облучения). Показано, что антимутагенная эффективность коньюгата увеличивается с ростом числа гидроксильных групп в структуре низмолекулярного АО растительного происхождения.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПУСКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННОЙ ХРОМОСОМНОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОТДАЛЕННЫХ ЭФФЕКТОВ ОБЛУЧЕНИЯ




С.Г.Андреев1), Ю.А.Эйдельман1), А.В.Алещенко1), И.В.Сальников1), Л.П.Семенова1), А.В.Севанькаев2), И.К.Хвостунов2), В.С.Пятенко2), О.Н.Коровчук2), Е.А.Красавин3), Р.Д.Говорун3), Е.А.Насонова3), Н.Н.Вейко4), Т.А.Талызина4)


1) Институт биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН, Москва

2) Медицинский радиологический научный центр РАМН, Обнинск

3) Объединенный институт ядерных исследований, Дубна

4) Медико-генетический научный центр РАМН, Москва


Проект направлен на исследование пусковых механизмов хромосомной нестабильности (ХН) путем воздействия на клетки факторами радиационной и нерадиационной природы.

Известно, что повреждения ДНК, индуцированные ионизирующим излучением, приводят к образованию хромосомных аберраций (ХА) непосредственно в облученных клетках, а также в их потомках (фенотип ХН). Однако какие именно повреждения ДНК (однонитевые разрывы, двунитевые разрывы, модификации оснований и т.д.) являются пусковыми событиями ХН, какова роль в формировании ХН клеточных механизмов репарации, а также в какой период времени после облучения и в какой фазе клеточного цикла происходят эти пусковые события, до сих пор остается неясным. Для получения ответов на эти вопросы нами были проведены комплексные исследования ранних (т.е. до нескольких суток) этапов ХН: а) под действием ДНК-повреждающих агентов; б) в присутствии ДНК-протекторных и радиосенсибилизирующих факторов; в) в присутствии ингибиторов репарации разрывов ДНК; г) под действием негенотоксических агентов, влияющих на пролиферацию клеток и клеточный цикл. В качестве критерия ХН использовались преимущест-венно дицентрики и аберрации хроматидного типа в различные сроки после рентгеновского облучения клеток СНО-К1. Облучение культуры клеток производилось в логарифмической фазе роста.

Добавление перехватчика свободных радикалов DMSO влияет на радиационно-химическую стадию и приводит к изменению вкладов прямого и косвенного действия радиации в первичные повреждения ДНК. Для оценки возможности модификации ХН путем изменения спектра первичных повреждений ДНК были определены частоты ХА в клетках (СНО-К1) в разные времена после облучения в дозе 2 Гр в присутствии перехватчика свободных радикалов DMSO в момент облучения. DMSO приводит к 2-3-кратному уменьшению выхода дицентриков в клетках, прошедших несколько циклов делений. Была исследована роль репарации однонитевых разрывов ДНК в ХН путем использования ингибитора эксцизионной репарации бензамида. Показано, что инкубация клеток в присутствии бензамида не приводит к значимому изменению уровня ХН на временах до 8 суток. Для выяснения роли процесса репликации и его нарушений в формировании ХН была определена зависимость ХН от времени в присутствии ингибитора инициации репликации 2,2’-бипиридила (агента, связывающего ионы железа, необходимые для начала S-фазы). Обнаружен повышенный уровень ХА на временах до 8 суток после облучения. Для проверки возможности индукции ХН под действием негенотоксических факторов были измерены частоты ХА при кратковременном воздействии гипертермии (Т=42 градуса, 30 минут после облучения). Обнаружено достоверное повышение частоты хроматидных аберраций при гипертермии на временах до 2 суток. Гипертермия в сочетании с облучением в дозах 2 и 3 Гр приводит к существенному повышению частоты дицентриков и хроматидных аберраций на тех же временах. Было исследовано влияние ростовых условий на индукцию ХН. Бедная ростовая среда (1 % сыворотки крови КРС вместо стандартно применяющихся 10 %) приводит к возрастанию частоты дицентриков на временах до 4 суток, но не влияет на частоты хроматидных аберраций.

Для контроля состояния микрогетрогенности клеточной популяции на временах, на которых проводилось измерение ХН, была определена доля клеток в G0/G1, S и G2/M фазах клеточного цикла с помощью проточного цитофлюориметра. Найдено количественное соотношение между долями клеток в различных фазах при различных временах культивирования. Анализ любых данных проточной цитофлюориметрии сопряжен с существенной неопределенностью: отсутствуют механистически обоснованные соотношения между наблюдаемыми величинами (распределение клеток по содержанию ДНК) и биологическими процессами в клеточном цикле (скорость синтеза ДНК, прохождение контрольных точек и т.д.). Для восполнения этого пробела в рамках данного проекта разрабатывается компьютерная модель «виртуального проточного цитофлюориметра», учитывающая конкретные особенности процесса измерения. Получены первые результаты по распределению клеток по содержанию ДНК и по фазам клеточного цикла в различные моменты времени для контрольной популяции.