Малые дозы рентгеновского излучения не вредят стволовым клеткам

Биофизики показали, что после воздействия малых доз рентгеновского излучения стволовые клетки остаются жизнеспособными, активно делятся и не накапливают повреждений ДНК в следующих поколениях. Статья международного коллектива ученых при участии сотрудников МФТИ опубликована в журнале Aging.

Основанная на применении стволовых клеток технология регенеративной медицины направлена на восстановление и обновление поврежденных тканей и органов человека. Стволовые клетки могут быстро размножаться, самообновляться и дифференцироваться, то есть превращаться в различные типы клеток. В то же время считается, что активное применение в медицине диагностики, основанной на ионизирующем излучении (компьютерной томографии, маммографии или рентгена), потенциально способствует образованию и накоплению повреждений в стволовых клетках и их последующей передаче клеточным потомкам. Это влечет за собой гибель клеток, их преждевременное старение и превращение в раковые.

При обычном рентгеновском обследовании человек получает от 0,001 до 10 мГр излучения в зависимости от типа процедуры (мГр — микрогрей; 1 грей соответствует получению одного джоуля энергии ионизирующего излучения на килограмм массы тела). Дозы до 100 мГр считаются малыми, выше 1000 мГр — большими. Известно, что большие дозы вызывают увеличение количества таких серьезных повреждений, как двойные разрывы ДНК, которые затем приводят к гибели клеток, сбоям в работе генов, ответственных за подавление развития опухолей и активации онкогенов. Однако до сих пор вопрос о негативном воздействии малых доз рентгеновского излучения является противоречивым. В настоящее время мировые регуляторные органы приняли так называемую «линейную беспороговую модель», которая подразумевает, что сколь угодно малая доза ионизирующего излучения губительна для живых клеток. Это не соответствует действительности, поскольку все мы подвергаемся воздействию естественного радиационного фона, а его полное отсутствие приводит к ухудшению способности клеток устранять повреждения ДНК.

Долгое время не существовало метода для оценки образования двунитевых разрывов ДНК после воздействия малых доз радиации. Классические способы давали возможность увидеть последствия только больших доз. Благодаря развитию иммуноцитохимии, у биофизиков появился инструментарий, позволивший не только посчитать количество двойных разрывов ДНК, образовавшихся после воздействия малых доз радиации, но и распознать механизм их распределения в клеточном ядре и восстановления. Скопления белков, участвующих в исправлении ДНК, после «окрашивания» с помощью меченных флуоресцентными красителями антител под микроскопом можно увидеть в виде ярко светящихся точек, которые получили название фокусов. Например, одним из таких белков, маркирующих повреждения ДНК, является модифицированный гистоновый белок уН2АХ.

Ученые установили, что у стволовых клеток спустя 24 часа после облучения в дозе 80 мГр остается большее количество фокусов уН2АХ, чем у клеток, облученных большой дозой — 1000 мГр. В то же время, если проследить за дальнейшей судьбой облученных клеток на протяжении 11 поколений, становится очевидным, что потомки клеток, облученных в дозе 80 мГр, не отличаются от потомков необлученных клеток. Более того, в потомстве клеток, облученных малой дозой радиации, не наблюдалось проявлений нестабильности генома, изменений в процессах деления и преждевременного старения.

«Проведенные исследования свидетельствуют о том, что наличие фокусов γH2AХ в культивируемых стволовых клетках человека через 24 часа после воздействия рентгеновского излучения в дозе 80 мГр связано с процессами клеточного деления и не приводит к отдаленным последствиям облучения, связанным со старением, — говорит профессор РАН Андреян Осипов, заведующий отделом экспериментальной радиобиологии и радиационной медицины ФМБЦ имени А.И. Бурназяна. — Это очень важный вывод, поскольку фокусы γH2AХ в настоящее время активно используются для биодозиметрии радиационных воздействий. Непонимание биологической значимости остаточных фокусов может привести к существенной переоценке доз и риска облучения в малых дозах».

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.