Επαγόμενες από την ακτινοβολία βλάβες του DNA μετά από πράξεις επεμβατικής καρδιολογίας

Transcript

1 36 ο Διεθνές Καρδιολογικό Συνέδριο Επαγόμενες από την ακτινοβολία βλάβες του DNA μετά από πράξεις επεμβατικής καρδιολογίας Μ. Χαμπίμπη, Π. Καρυοφύλλης, Β. Χατζή, Γ. Τερζούδη, Α. Γεωργακίλας, Γ. Παντελιάς, Β. Βούδρης Ωνάσειο Καρδιοχειρουργικό Κέντρο 2ο Τμήμα Αιμοδυναμικών Μελετών και Επεμβατικής Καρδιολογίας Εργαστήριο Υγειοφυσικής, Ραδιοβιολογίας & Κυτταρογενετικής, Ινστιτούτο Πυρηνικών & Ραδιολογικών Επιστημών & Τεχνολογίας, Ενέργειας & Ασφάλειας, Ε.Κ.Ε.Φ.Ε «Δημόκριτος».

2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η έκθεση σε ιοντίζουσα ακτινοβολία είναι αναπόφευκτη στη σύγχρονη εποχή και μπορεί να οδηγήσει σε σειρά δυσμενών επιδράσεων όπως μεταλλάξεις, βλάβες ή και αστάθεια στο γενετικό υλικό. Οι πράξεις επεμβατικής καρδιολογίας είναι πλέον ρουτίνα στις μέρες μας, αλλά υπάρχει ανησυχία σχετικά με την ακτινοβολία που λαμβάνουν οι ασθενείς αλλά και το προσωπικό.

3 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΗΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΚΑΙ ΔΡΑΣΗ ΕΠΙΔΙΟΡΘΩΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΣΜΩΝ Ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης της ιοντίζουσας ακτινοβολίας με το βιολογικό υλικό είναι η επαγωγή ποικίλων βλαβών στο δίκλωνο μόριο του DNA όπως αλλοιώσεις (οξειδώσεις) βάσεων, μονόκλωνες (SSBs: Single Strand Breaks) και δίκλωνες (DSBs: Double Strand Breaks) θραύσεις κ.α. Ο οργανισμός προστατεύεται σε ένα βαθμό με τη βοήθεια αντιοξειδωτικών και επιδιορθωτικών ενζύμων τα οποία είναι ειδικευμένα αφενός για την εξουδετέρωση των ελευθέρων ριζών και τοξικών παραγόντων και αφετέρου για την επιδιόρθωση των αλλοιώσεων του DNA. Σε περίπτωση μη επιδιόρθωσης ή λανθασμένης επιδιόρθωσης του DNA ενδέχεται να ακολουθήσει κυτταρικός θάνατος ή ακόμη και χρωμοσωματική αστάθεια και ανευπλοειδία που αποτελούν τον κυριότερο μηχανισμό καρκινογένεσης μετά από έκθεση σε ιοντίζουσα ακτινοβολία.

4 ΤΕΧΝΙΚΗ ΤΗΣ ΦΩΣΦΟΡΥΛΙΩΜΕΝΗΣ ΙΣΤΟΝΗΣ Η2Α(γ-Η2ΑΧ) Η παρουσία βλαβών DNA μπορεί να προσδιοριστεί με μία ευαίσθητη μέθοδο ποσοτικής ανάλυσης που βασίζεται στην ανίχνευση της φωσφορυλιωμένης ιστόνης Η2ΑΧ στη δομή της χρωματίνης. Η ιστόνη H2AX (14 kda) είναι μέλος της Η2Α οικογένειας ιστονών και στα θηλαστικά η Η2ΑΧ αντιπροσωπεύει το 10% της Η2Α. Η ιστόνη αυτή φωσφορυλιώνεται στη σερίνη 139 αμέσως μετά την επαγωγή των DNA DSBs δημιουργεί τη γη2αχ. Η χρήση φθοριζόντων αντισωμάτων ειδικών για τη γη2αχ μας δίνει τη δυνατότητα ανίχνευσης των DSBs στον πυρήνα του κυττάρου μέσω γh2ax εστιών φθορισμού (γh2ax foci). Ο αριθμός των επαγόμενων από την ακτινοβολία DSBs σχετίζεται με τον αριθμό των πυρηνικών περιοχών γη2αχ, ο οποίος αυξάνεται γραμμικά με τη δόση της ακτινοβολίας μετά από in vivo έκθεση.

5 ΣΚΟΠΟΣ Σκοπός της μελέτης ήταν η ανίχνευση των εστιών γ-η2αχ οι οποίες έμμεσα σχετίζονται με την παρουσία δίκλωνων θραύσεων στο DNA (DSBs) και η ικανότητα επιδιόρθωσης αυτών μετά από την έκθεση σε ακτινοβολία ασθενών και ιατρών, κατά τη διάρκεια πράξεων επεμβατικής καρδιολογίας.

6 ΜΕΘΟΔΟΙ Συλλέχθησαν λεμφοκύτταρα από δείγματα αίματος 4 ασθενών και ενός ιατρού, πριν και μετά την έκθεση σε ακτινοβολία κατά τη διάρκεια αγγειοπλαστικών στεφανιαίων αρτηριών (PCI). Η φωσφορυλιωμένη μορφή της ιστόνης H2AX (γ-η2αχ) εμφανίζεται σε περιοχές δίκλωνων θραύσεων του DNA. Η ανίχνευση των θέσεων γ-η2αχ χρησιμοποιήθηκε ως ο κατάλληλος βιοδείκτης οξείας βλάβης του DNA. Διαδικασία: Λήψη δείγματος περιφερικού αίματος Απομόνωση λευκοκυττάρων Μονιμοποίηση Χρήση ειδικών αντισωμάτων (anti-γh2ax) Εναπόθεση ανοσοφθοριζουσών ουσιών Ανίχνευση εστιών γh2ax foci στο μικροσκόπιο ανοσοφθορισμού Καταμέτρηση του αριθμού κυττάρων με γh2ax foci, καθώς και του αριθμού των γh2ax foci ανά κύτταρο ενώ κατόπιν έγινε σύγκριση πριν και μετά την έκθεση.

7 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Στους ασθενείς, μελετήθηκαν κατά μέσο όρο 485±231 (median 488) κύτταρα πριν την έκθεση και 360±174 (median 344) μετά. Μέσος αριθμός foci γ-η2αχ/κύτταρο πριν την έκθεση: 0.08±0.013 (95% CI , range 0-8) Μέσος αριθμός foci γ-η2αχ/κύτταρο μετά την έκθεση: 0.28±0.23 (95% CI , range 0-9), p<0.001

8 Aποτελέσματα για τον ιατρό Αριθμός foci γ-η2αχ/κύτταρο πριν: 0.044±0.262 (95% CI ) Μετά (DAP 184 Gy cm 2 ): 0.316±0.766 (95% CI ) foci γ-η2αχ/κύτταρο (αύξηση >700%) Ποσοστό κυττάρων με βλάβες πριν: 3% Μετά: 19 %

9 Αποτελέσματα ασθενών-ιατρού Το ποσοστό των κυττάρων με βλάβη πριν την έκθεση για το σύνολο του πληθυσμού ήταν 4% (0.8-23%) Μετά την έκθεση το ποσοστό κυττάρων με βλάβη ανήλθε στο 15% (7.5-53%) Ο ασθενής με αρχικό ποσοστό κυττάρων με βλάβη στο 23% είχε υποβληθεί σε σπινθηρογράφημα μυοκαρδίου 3 εβδομάδες πριν Εξαιρουμένης αυτής, το αρχικό ποσοστό κυττάρων με βλάβη ήταν περί το 2.1% ( %) Το 53% μετά την έκθεση παρατηρήθηκε στην ασθενή με το υψηλό baseline ποσοστό και εξαιρώντας την, το ποσοστό κυττάρων με βλάβη μετά την έκθεση ανήλθε στο 10% ( %)

10 Aσθενής 1 Αριθμός foci γ-η2αχ/κύτταρο πριν και μετά την έκθεση (DAP 67 Gy cm 2 ): 0.515±1.156 (95% CI ) και 1.28±1.64 (95% CI ) αντίστοιχα (αύξηση 250%) Ποσοστό κυττάρων με βλάβη πριν και μετά την έκθεση: 23% και 53% αντίστοιχα %

11 Ασθενής 2 Αριθμός foci γ-η2αχ/κύτταρο πριν και μετά την έκθεση (DAP 44 Gy cm 2 ): 0.033±0.229 (95% CI ) και 0.12±0.483 (95% CI ) αντίστοιχα (αύξηση 360%) Ποσοστό κυττάρων με βλάβη πριν και μετά την έκθεση: 2.3% και 7.5% αντίστοιχα cell with foci after foci/ cell after % foci/cell baseline Cell with foci baseline 0 0,05 0,1 0,

12 Aσθενής 3 Αριθμός foci γ-η2αχ/κύτταρο πριν και μετά την έκθεση (DAP 44 Gy cm 2 ): 0.01±0.16 (95% CI ) και 0.12±0.461 (95% CI ) αντίστοιχα (αύξηση 1200%) Ποσοστό κυττάρων με βλάβη πριν και μετά την έκθεση: 0.8% και 8.1% αντίστοιχα 0,3 0,2 0,1 0 foci/cell baseline foci/cell after cells with foci baseline % cells with foci after

13 Aσθενής 4 Αριθμός foci γ-η2αχ/κύτταρο πριν και μετά την έκθεση (DAP 59 Gy cm 2 ): 0.065±0.38 (95% CI ) και 0.15±0.398(95% CI ) αντίστοιχα (αύξηση 230%) Ποσοστό κυττάρων με βλάβη πριν και μετά την έκθεση: 3.7% και 8.4% αντίστοιχα foci/cell after cells with foci after foci/cell baseline cells with foci baseline % 0 0,05 0,1 0,15 0,

14 Επίπεδα των 24h μετά Μελετήθηκε η κινητική των γ-η2αχ στον ιατρό και σε δύο ασθενείς Ιατρός: 0.316±0.766 foci γ-η2αχ/κύτταρο μετά την έκθεση και παρέμειναν 0.095±0.295 foci γ-η2αχ/κύτταρο μετά από 24h (30%--ποσοστό επιδιόρθωσης 70%) Ασθενής 3: 0.12±0.461 foci γ-η2αχ/κύτταρο μετά την έκθεση και παρέμειναν 0.071±0.488 foci γ-η2αχ/κύτταρο μετά 24h (59.3%--ποσοστό επιδιόρθωσης 40.7%) Ασθενής 4: 0.15±0.398 foci γ-η2αχ/κύτταρο μετά την έκθεση και παρέμειναν 0.12±0.323 foci γ-η2αχ/κύτταρο μετά 24h (80.5%-- ποσοστό επιδιόρθωσης 19.5%) Μετά την in vitro ακτινοβόληση με 1 Gy, τα foci γ-η2αχ/κύτταρο αυξήθηκαν κατά μέσο όρο από 0.04±0.273 (95% CI ) σε 6.88±2.94 (95% CI ) (Χ 172) Η επιδιόρθωση 24h μετά κυμάνθηκε από % (ασθενής 4: 90%, ασθενής 3: 98%, ιατρός: 98.3%)

15 Foci before the exposure Foci after irradiation (1Gy) Foci after the exposure

16 Διαγραμματική απεικόνιση συνολικών αποτελεσμάτων

17 Συμπεράσματα Η ιοντίζουσα ακτινοβολία ακόμα και σε χαμηλές δόσεις, όπως αυτή που διανέμεται στις πράξεις επεμβατικής καρδιολογίας, είναι ιδιαίτερα σημαντική καθώς συνδέεται με δίκλωνες θραύσεις στο DNA. Οι βλάβες ανιχνέυονται έμμεσα μέσω της φωσφορυλιωμένης ιστόνης γ- Η2ΑΧ μετά την έκθεση, τόσο στους ασθενείς όσο και στο ιατρικό προσωπικό που εκτελεί την επέμβαση. Πρώιμα αποτελέσματα, πιλοτικής μελέτης, βραβευμένη από την Ελληνική Καρδιολογική Εταιρία όπου θα μελετηθεί μεγαλύτερος αριθμός ασθενών και ιατρών για πιο σαφή πορίσματα. Απώτερος στόχος μας η πιθανή συσχέτιση κινητικής των ακτινοεπαγόμενων γη2αχ foci με την γενετική αστάθεια και την προδιάθεση στην καρκινογένεση.

18 ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΠΟΛΥ ΓΙΑ ΤΗ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ!!!