Βιοδοσιμετρία και εξατομίκευση επικινδυνότητας υπερέκθεσης σε ιοντίζουσες ακτινοβολίες με κυτταρογενετικές μεθόδους Δρ. Γεωργία Τερζούδη Ερευνήτρια Γ
Ανάπτυξη κυτταρογενετικών μεθόδων για την: εκτίμηση απορροφουμένων δόσεων και επικινδυνότητας ιοντιζουσών ακτινοβολιών με βάση την απόκριση βιολογικού δοσιμέτρου- Βιοδοσιμετρία ανίχνευση ατόμων με αυξημένη ακτινοευαισθησία, εξατομίκευση επικινδυνότητας υπερεκθέσεων και εξατομίκευση πρωτοκόλλων ακτινοθεραπείας - Ακτινοπροστασία διερεύνηση μηχανισμών υπερευαισθησίας στην ακτινοβολία και γενετικής προδιάθεσης στην καρκινογένεση και εν γένει την κατανόηση μηχανισμού δράσης ιοντιζουσών ακτινοβολιών - Ραδιοβιολογία
Αλληλεπίδραση ακτινοβολίας - ζώσας ύλης Βιολογικοί δείκτες έκθεσης Κυτταρογενετικοί δείκτες Βιοφυσικοί δείκτες Βιοχημικοί δείκτες
Ο κρίσιμος στόχος: το DNA
Ραδιοβλάβες στο DNA
Χρωμοσωματικές - κυτταρογενετικές αλλοιώσεις
Κλασική Μέθοδος Βιοδοσιμετρίας Έναρξη καλλιέργειας t = 0 45 h Λήξη καλλιέργειας Μονιμοποίηση t tot = 48 h Περιφερικό αίμα Θρεπτικό υλικό Φυτοαιμαγλουτινίνη Δέσμευση κυττάρων στη μετάφαση με Κολσεμίδιο Μετά τη μονιμοποίηση τα χρωμοσωματικά παρασκευάσματα αναλύονται στη μετάφαση
Μέθοδος Βιοδοσιμετρίας με βάση τα δικεντρικά χρωμοσώματα
Καμπύλες αναφοράς για διάφορα είδη ακτινοβολίας και ρυθμούς δόσης
Αναγκαιότητα Βιοδοσιμετρία Έλλειψη φυσικού δοσιμέτρου προσωπικού Λανθασμένη ένδειξη φυσικού δοσιμέτρου Μερική έκθεση του ατόμου σε ακτινοβολία με το δοσίμετρο εκτός εκτιθέμενης περιοχής Επιβεβαίωση έκθεσης φυσικού δοσιμέτρου Κατανόηση μηχανισμού δράσης ακτινοβολίας
Η μέδοδος της Πρόωρης Χρωμοσωματικής Συμπύκνωσης Premature Chromosome Condensation (PCC) assay Σύντηξη μιτωτικών κυττάρων χάμστερ (CHO) με λεμφοκύτταρα ανθρώπου Παράγοντες των CHO που προωθούν τη Μίτωση (MPF) επιδρούν στα λεμφοκύτταρα, προκαλούν PCC επιτρέποντας την άμεση ανάλυση της βλάβης.
Πρόωρα συμπυκνωμένα χρωμοσώματα (PCCs)
Μέθοδοι μοριακής κυτταρογενετικής FISH για την ανίχνευση σταθερών χρωμοσωματικών μετατοπίσεων
Χρήση ειδικού λογισμικού ανάλυσης και επεξεργασίας εικόνας μικροσκοπίου
Καμπύλες αναφοράς Δόσης-Απόκρισης με χρήση FISH για σταθερές και ασταθείς χρωμοσωματικές αλλοιώσεις
Εκτίμηση επικινδυνότητας Μετά την απορροφουμένη δόση η επικινδυνότητα (πρόωρος θάνατος από καρκινογένεση) εκτιμάται από τη σχέση 5%/Sv ακτινοβολίας Προϋπόθεση: ότι μια δόση ακτινοβολίας επιφέρει ταυτόσημα αποτελέσματα σε κάθε άτομο του πληθυσμού που εκτίθεται σε αυτή κάτω από ίδιες συνθήκες δηλαδή η ενδογενής ακτινοευαισθησία όλων των ατόμων του πληθυσμού είναι ίδια.
Απόκριση υγιούς ιστού στην ακτινοθεραπεία
Είναι δυνατή η ανίχνευση ακτινοευαίσθητων ατόμων; Επιδιόρθωση DNA, DSBs G2 σημείο ελέγχου MPF (cdc-2/cyclin B)
Μέθοδος G 2 χρωμοσωματικού ελέγχου ακτινοευαισθησίας Έναρξη καλλιέργειας t = 0 Ακτινοβόληση (1Gy) t = 70 h Λήξη καλλιέργειας Μονιμοποίηση t = 72 h Περιφερικό αίμα Θρεπτικό υλικό Φυτοαιμαγλουτινίνη + ½ h Δέσμευση κυττάρων στη μετάφαση με παρουσία ή όχι Καφεϊνης Μετά τη μονιμοποίηση τα χρωμοσωματικά παρασκευάσματα αναλύονται στη μετάφαση για τις αλλοιώσεις τύπου χρωματίδης
G 2 χρωμοσωματικός έλεγχος ακτινοευαισθησίας
30 25 MV = 4,75 ± 0.82 (SD) Μέση Ευαίσθη-ακτινοευαισθησίτοι Υπερευαίσθητοι Ανθεκτικοί Υπερανθεκτικοί Αριθμός δοτών 20 15 10 5 0 3 4 5 6 7 Δείκτης ακτινοευαισθησίας
30 25 Υπερανθεκτικοί Υπερευαίσθητοι MV = 4,5 ± 1,1 (SD) Μέση ακτινοευαισθησία Ευαίσθητοι Ανθεκτικοί Αριθμός δοτών 20 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 Δείκτης ακτινοευαισθησίας
Γενετικά σύνδρομα με αυξημένη χρωμοσωματική ακτινοευαισθησία έχουν και γενετική προδιάθεση στην καρκινογένεση Ataxia Telangiectasia Bloom syndrome Down s s syndrome Fanconi anemia Gorlin syndrome Klinefelter syndrome Retinoblastoma Wilms tumour Xeroderma pigmentosum Rothmund-Thomson syn. Li-Fraumeni syndrome Nijmegan breakage syn. Dyskeratosis congenita Familial adenomatous polyposis coli Familial dysplastic naevus syndrome Common variable immune deficiency
Βιοδοσιμετρία και εξατομίκευση επικινδυνότητας υπερέκθεσης σε ιοντίζουσες ακτινοβολίες Βιοδοσιμετρία ιοντιζουσών ακτινοβολιών Εξατομίκευση επικινδυνότητας και εκτίμηση των επιπτώσεων μιας υπερέκθεσης ή πυρηνικού ατυχήματος, ακτινοπροστασία Εξατομίκευση πρωτοκόλλων ακτινοθεραπείας Διερεύνηση μηχανισμών υπερευαισθησίας στην ακτινοβολία και γενετικής προδιάθεσης στην καρκινογένεση
Βιολογικές επιδράσεις των ιοντιζουσών ακτινοβολιών σε μη ακτινοβολημένα κύτταρα, γειτονικά ακτινοβολημένων κυττάρων (Bystander effects) Έκκριση παραγόντων μικρού μοριακού βάρους εκκρίνονται από τα ακτινοβολημένα κύτταρα στο υλικό καλλιέργειας (Ανάμειξη καλλιεργειών) Μεταφορά παραγόντων μεγάλου μοριακού βάρους μέσω διαύλων επικοινωνίας στα παρακείμενα μη ακτινοβολημένα κύτταρα (PCC)
Για την εκτίμηση της απορροφουμένης δόσης ακτινοβολίας - Βιοδοσιμετρία Κλασική μέθοδος ανάλυσης δικεντρικών και χρήση προτύπων καμπυλών αναφοράς μικρό χρονικό διάστημα μεταξύ υπερέκθεσης και εκτίμησης δόσης PCC άμεση εκτίμηση δόσης ακτινοβολίας, - ανάγκη λήψης έκτακτων μέτρων FISH εκτίμηση δόσης αρκετά χρόνια μετά την υπερέκθεση