Активность сукцинат- и лактатдегидрогеназы лимфоцитов, индуцированные АФК нейтрофилов и повреждение ДНК лейкоцитов в крови облучённых ионами углерода мышей

DOI: 10.21870/0131-3878-2023-32-4-123-133

Хундерякова Н.В., Заичкина С.И., Дюкина А.Р., Митрошина И.Ю., Медведева В.П., Королева М.А., Кузнецова Е.А.

«Радиация и риск». 2023. Том 32. № 4, с.123-133

Сведения об авторах

Хундерякова Н.В. – ст. науч. сотр., к.б.н. Контакты: 142290, Московская обл., Пущино, ул. Институтская, 3. Тел.: +7 977 492 78 58; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .

Заичкина С.И. – вед. науч. сотр., к.б.н.

Дюкина А.Р. – ст. науч. сотр., к.б.н.

Митрошина И.Ю. – науч. сотр., к.б.н.

Медведева В.П. – ст. лаборант

Королева М.А. – ст. лаборант

Кузнецова Е.А. – зав. лаб., к.б.н. ИТЭБ РАН.

ФГБУ Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино

Аннотация

В настоящее время большое практическое значение представляют исследования, проводимые в целях совершенствования радиотерапии опухолей с применением ускоренных тяжёлых ионов, поскольку основную энергию они отдают в конце пробега в пике Брэгга, что увеличивает тяжесть радиационного поражения опухоли и позволяет минимизировать повреждение окружающих здоровых тканей. В данной работе определяли уровни активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и сукцинатдегидрогеназы (СДГ) лимфоцитов, соотношение ЛДГ/СДГ, индуцированных активных форм кислорода (АФК) нейтрофилов и повреждений ДНК (%TDNA) лейкоцитов в крови через 1 сут после облучения мышей ускоренными ионами углерода с энергией 450 МэВ/нуклон в дозах 0,2-2 Гр в пике Брэгга. Обнаружили: активность СДГ увеличивалась при дозах 0,2-1 Гр и резко снижалась при дозе 1,5 Гр у всех мышей. При понижении активности СДГ у животных компенсаторно увеличивался гликолиз (активность ЛДГ), что, по-видимому, связано с развивающейся митохондриальной дисфункцией иммунных клеток. %TDNA лейкоцитов увеличивался в зависимости от дозы и сопровождался снижением функциональной активности нейтрофилов – уменьшалась зимозаниндуцированная продукция АФК. Таким образом, на фоне повышенного %TDNA и понижения активности СДГ большое значение приобретает гликолиз. Применённые методы являются высокочувствительными и могут быть использованы для выявления индивидуальных различий у животных, являющихся биологическими моделями в доклинических исследованиях.

Ключевые слова
ускоренные ионы углерода, сукцинатдегидрогеназа, лактатдегидрогеназа, активные формы кислорода, повреждения ДНК.

Список цитируемой литературы

1. Mohamad O., Sishc B.J., Saha J., Pompos A., Rahimi A., Story M.D., Davis A.J., Kim D.W.N. Carbon ion radiotherapy: a review of clinical experiences and preclinical research, with an emphasis on DNA damage repair //Cancers (Basel). 2017. V. 9, N 6. P. 66. DOI: 10.3390/cancers9060066.

2. Moreno-Villanueva M., Wong M., Lu T., Zhang Y., Wu H. Interplay of space radiation and microgravity in DNA damage and DNA damage response //NPJ Microgravity. 2017. V. 3. P. 14. DOI: 10.1038/s41526-017-0019-7.

3. Vavitsas I., Kalachani K. Cosmic radiation and its effects on technology and health //10th Jubilee International Conference of the Balkan Physical Union, AIP Conf. Proc. 2019. V. 2075, N 1. P. 200018. DOI: 10.1063/1.5099028.

4. Azzam E.I., Jay-Gerin J.P., Pain D. Ionizing radiation-induced metabolic oxidative stress and prolonged cell injury //Cancer Lett. 2012. V. 327, N 1-2. P. 48-60.

5. Kuznetsova E.A., Sirota N.P., Mitroshina I.Y., Pikalov A.B., Smirnova E.N., Rozanova O.M. DNA damage in blood leukocytes from mice irradiated with accelerated carbon ions with an energy of 450 MeV/nucleon //Int. J. Radiat. Biol. 2020. V. 96, N 10. P. 1245-1253.

6. Collins A.R., Oscoz A.A., Brunborg G., Gaivão I., Giovannelli L., Kruszewski M., Smith C.C., Stetina R. The comet assay: topical issues //Mutagenesis. 2008. V. 23, N 3. P. 143-151.

7. Kondrashova M., Zakharchenko M., Khunderyakova N. Preservation of the in vivo state of mitochondrial network for ex vivo physiological study of mitochondria //Int. J. Biochem. Cell Biol. 2009. V. 41, N 10. P. 2036-2050.

8. Хундерякова Н.В., Захарова Н.М. Оценка активности сукцинатдегидрогеназы и лактатдегидрогеназы в лимфоцитах крови у якутских сусликов Spermophilus undulatus при гибернации и в активном состоянии //Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2020. Т. 169, № 4. С. 426-430.

9. Заичкина С.И., Дюкина А.Р., Розанова О.М., Романченко С.П., Сирота Н.П., Кузнецова Е.А., Симонова Н.Б., Сорокина С.С., Закржевская Д.Т., Юсупов В.И., Багратишвили В.Н. Сочетанное воздействие низкоинтенсивного гелий-неонового лазера и рентгеновского излучения на in vivo клеточный ответ цельной крови и лимфоидных органов у мышей //Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2016. Т. 161, № 5. С. 621-624.

10. Saini D., Shelke S., Mani Vannan A., Toprani S., Jain V., Das B., Seshadri M. Transcription profile of DNA damage response genes at G₀ lymphocytes exposed to gamma radiation //Mol. Cell Biochem. 2012. V. 364, N 1-2. P. 271-281.

11. Суворова Л.А., Нугис В.Ю. Динамика лейкоцитов и лейкограммы после однократного облучения человека в дозах менее 1 Гр //Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2012. Т. 57, № 1. С. 30-38.

12. Wilkins R.G., Wilkinson D., Maharaj H.P., Cybulski M.B, McLeanet J.R. Differential apoptotic response to ionizing radiation in subpopulations of human white blood cells //Mutat. Res. 2002. V. 513, N 1-2. P. 27-36.

13. Romero-Weaver A.L., Wan X.S., Kennedy A.R. Kinetics of neutrophils in mice exposed to radiation and/or granulocyte colony-stimulating factor treatment //Radiat. Res. 2013. V. 180, N 2. P. 177-188.

14. Sanzari J.K., Wan X.S., Krigsfeld G.S., Wroe A.J., Gridley D.S., Kennedy A.R. The effects of gamma and proton radiation exposure on hematopoietic cell counts in the ferret model //Gravit. Space Res. 2013. V. 1, N 1. P. 79-94.

15. Kobashigawa S., Suzuki K., Yamashita S. Ionizing radiation accelerates Drp1-dependent mitochondrial fission, which involves delayed mitochondrial reactive oxygen species production in normal human fibroblast-like cells //Biochem. Biophys. Res. Commun. 2011. V. 414, N 4. P. 795-800.

16. Косова А.А., Ходырева С.Н., Лаврик О.И. Роль глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы в репарации ДНК //Биохимия. 2017. Т. 82, № 6. С. 859-872.

Полная версия статьи