БИОФИЗИКА, 2023, том 68, № 5, с. 932-940

БИОФИЗИКА КЛЕТКИ

УДК 577.3

ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ И ИНДУКЦИИ

АДАПТИВНОГО ОТВЕТА В ЛИМФОЦИТАХ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ

ПАЦИЕНТОВ С СИНДРОМОМ ВТОРИЧНОГО ИММУНОДЕФИЦИТА

*Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН,

Институтская ул., 3, Пущино Московской области, 142290, Россия

^#Е-mail: rozanova.iteb@gmail.com

**Филиал «Физико-технический центр» Физического института им. П.Н. Лебедева РАН,

ул. Мира, 1Н, Протвино Московской области, 142281, Россия

^##Е-mail: strelnikova.ns@lebedev.ru

Поступила в редакцию 03.07.2023 г.

После доработки 18.07.2023 г.

Принята к публикации 21.07.2023 г.

Исследованы радиочувствительность к низким и высоким дозам рентгеновского излучения и спо-

собность к индукции радиационного адаптивного ответа лимфоцитов при облучении in vitro пери-

ферической крови пациентов с синдромом вторичного иммунного дефицита и здоровых доноров

разного возраста. Критерием цитогенетического повреждения служила частота микроядер в цито-

халазин-блокированных двуядерных лимфоцитах в культуре. Было обнаружено, что спонтанный

уровень цитогенетических повреждений в лимфоцитах пациентов с синдромом вторичного иммун-

ного дефицита в 2.5 раза выше, чем у здоровых молодых и возрастных волонтеров, а также наблю-

далась значительная межиндивидуальная вариабельность значений по сравнению с контрольными

когортами. Не было выявлено различий в средних значениях по радиочувствительности к низким и

высоким дозам рентгеновского излучения между исследуемыми группами. Показано отсутствие

корреляции между спонтанным уровнем микроядер в лимфоцитах и радиочувствительностью ин-

дивидуумов во всех группах. Радиационный адаптивный ответ индуцировался с той же частотой и в

той же степени в лимфоцитах как у пациентов с синдромом вторичного иммунного дефицита, так и

у здоровых доноров разного возраста.

Ключевые слова: радиационный адаптивный ответ, лимфоциты человека, микроядра, ионизирующее

излучение

DOI: 10.31857/S0006302923050137, EDN: PHESWE

дозах радиации или других генотоксических аген-

В последние годы активно исследуется клини-

тов [3]. Способность к индукции РАО показана в

ческое применение ряда специфических неми-

шенных эффектов, обнаруженных в 1980-90 гг.

настоящее время на организменном уровне in vivo

при изучении действия малых доз радиации на

на представителях практически всех таксономи-

живые объекты [1, 2]. Наибольший интерес из

ческих уровней животного и растительного мира

них представляют феномены индуцированной

[4]. Поскольку индукция РАО приводит к сниже-

гиперчувствительности в области низких доз (до

нию повреждения на 40-75%, и эта величина

40 сГр) и радиационный адаптивный ответ

сравнима или превосходит эффективность из-

(РАО), который проявляется в том, что предвари-

вестных современных химических радиопротек-

тельное облучение биологических объектов в ма-

торов [5], то многими исследователями РАО рас-

лых дозах ионизирующего излучения приводит к

сматривается как способ повышения общей

повышению устойчивости организма к последу-

устойчивости организмов к различным неблаго-

ющему воздействию в больших повреждающих

приятным факторам окружающей среды, метод

защиты здоровых тканей и органов при радиоте-

Сокращения: РАО - радиационный адаптивный от-

рапии рака, сахарном диабете и модуляции вос-

вет, ЦБДЛ - цитохалазин-блокированные двуядер-

палительных иммунных реакций при острых и

ные лимфоциты, СВИД - синдром вторичного им-

мунного дефицита, БПНЦ РАН - больница Пущин-

хронических заболеваниях опорно-двигательно-

ского научного центра РАН.

го аппарата, иммунодефицитных состояниях, ле-

932

ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ И ИНДУКЦИИ

933

чения коронавируса [6]. Ранее нами при облуче-

альными, грибковыми, вирусными инфекциями

нии двухмесячных мышей линии SHK в дозе 10

(обычно сочетанными герпетическими инфекци-

сГр была показана индукция РАО, который со-

ями), плохо поддающимися традиционным мето-

хранялся не только на протяжении всей жизни

дам лечения [16]. Важное участие различных сиг-

животных, но и приводил к снижению спонтан-

нальных путей иммунной системы в реакциях ор-

ного уровня цитогенетических повреждений,

ганизма при действии низких доз радиации

связанных со старением, что обусловлено эпиге-

показано во многих исследованиях [17].

нетическими изменениями генома, которые при-

Целью данной работы являлось исследование

водили к повышению стабильности генома [7, 8].

радиочувствительности и способности к индук-

В связи с этим активно продолжаются исследова-

ции РАО в лимфоцитах периферической крови

ния механизмов и закономерностей индукции

пациентов с синдромом вторичного иммунного

РАО у человека в условиях in vivo и in vitro. В ряде

дефицита.

работ, проведенных в основном на здоровых до-

норах, была выявлена большая индивидуальная

вариабельность регистрируемых показателей и

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

зависимость от генетических и эпигенетических

В исследовании участвовали 12 пациентов (все

факторов [3, 9]. Совсем немного публикаций су-

женщины, средний возраст 59 лет) с СВИД, кото-

ществует о возможности индукции РАО в зависи-

рые были клинически обследованы в отделении

мости от возраста и диагноза пациентов, по-

иммунологии Больницы Пущинского научного

скольку как правило исследуют только уровень

центра РАН (БПНЦ РАН) и находились в стадии

спонтанного уровня генетических повреждений и

ремиссии. Две контрольные группы включали

радиочувствительность клеток пациентов с раз-

15 молодых волонтеров (женщины и мужчины,

ными заболеваниями. К настоящему моменту по-

средний возраст 24 года) и 12 возрастных волон-

казано, что повышенный уровень этих показате-

лей наблюдается у онкологических пациентов,

теров (женщины и мужчины, средний возраст

жителей областей с повышенным радиационным

55 лет). Все участники не имели вредных привы-

фоном и сотрудников предприятий, работающих

чек (курение, алкоголь), придерживались тради-

с радиоактивными материалами [10, 11]. В каче-

ционной диеты и образа жизни, а также не под-

стве биомаркера геномной нестабильности в ра-

вергались в течение месяца рентгеновским обсле-

ботах по изучению индивидуальной радиочув-

дованиям или компьютерной томографии.

ствительности человека чаще всего используется

Образцы крови (5 мл) отбирали у волонтеров

метод определения количества микроядер в цито-

утром натощак из локтевой вены в стерильные

халазин-блокированных двуядерных лимфоци-

флаконы с гепарином (10 ед/мл) на базе отделе-

тах (ЦБДЛ) человека, который является чувстви-

ния иммунологии БПНЦ РАН, а также процедур-

тельным, воспроизводимым и унифицирован-

ных кабинетов БПНЦ РАН и Протвинской го-

ным методом, позволяет быстро оценивать

родской больницы (Протвино Московской обла-

уровень хромосомных повреждений, накапли-

вать индивидуальные данные в течение несколь-

сти).

ких лет, объединять и сравнивать результаты, по-

Изучение радиочувствительности и индукции

лученные в разных лабораториях [12-14].

РАО проводили при облучении рентгеновскими

В последние годы в мире растет количество

лучами in vitro гепаринизированной цельной пе-

людей с синдромом вторичной иммунной недо-

риферической крови человека. Полученный объ-

статочности, в основе которого лежит расстрой-

ем венозной крови делился на аликвоты объемом

ство функционирования иммунной системы,

0.5 мл для следующих вариантов в двух повторе-

развивающееся в постнатальном периоде или у

ниях: 1) необлученный контроль; 2) облучение

взрослых, которое отличается нарушением про-

рентгеновским излучением в дозе 10 сГр; 3) облу-

цессов дифференцировки, пролиферации и адап-

чение в дозе 2 Гр; 4) облучение по схеме РАО -

тации клеток иммунной системы и не является

сначала в адаптирующей дозе 10 сГр, а затем через

результатом генетических нарушений [15]. Хотя

5 ч - в выявляющей дозе 2 Гр. Величины доз и

синдром вторичного иммунодефицита (СВИД)

время между облучением было подобрано на ос-

не является болезнью, это состояние представля-

нове предыдущих исследований по определению

ет собой существенный фактор риска преждевре-

условий, необходимых для индукции АО на мы-

менного старения, рака, атеросклероза, аутоим-

шах и дозовых зависимостей индукции хромо-

мунных, аллергических и хронических инфекци-

сомных повреждений, полученных при облуче-

онных заболеваний. Обследование населения,

проживающего в экологически неблагоприятных

нии лимфоцитов здоровых доноров [19, 20]. Об-

регионах, показало, что в большинстве случаев

лучение образцов крови проводили при

недостаточность иммунной системы клинически

комнатной температуре рентгеновским излуче-

проявляется часто рецидивирующими бактери-

нием (200 кВ, 2 кэВ/мкм, 1 Гр/мин) на установке

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

934

РОЗАНОВА и др.

Рис. 1. Спонтанная частота ЦБДЛ с микроядрами (в

Рис. 2. Количество микроядер в ЦБДЛ здоровых и

%) у здоровых и иммунодефицитных индивидуумов.

иммунодефицитных доноров после рентгеновского

Данные представлены в виде медианы и межквартиль-

облучения в дозе 10 сГр. Данные представлены в виде

ного диапазона. Различия между группами статисти-

медианы и межквартильного диапазона.

чески достоверны (* - p ≤ 0.0001, ** - p ≤ 0.001).

РЕЗУЛЬТАТЫ

РУТ в ЦКП «Источники излучения» (ИБК РАН,

Пущино Московской области).

На рис. 1 показаны спонтанная частота микро-

ядер ЦБДЛ у пациентов с СВИД и здоровых до-

Для определения цитогенетического повре-

норов разного возраста. Индивидуальные значе-

ждения в лимфоцитах использовали методику

ния частоты микроядер в контрольной молодой

Фенеша [21] с небольшими модификациями. По-

группе находились в диапазоне 0.80-2.28%, в

сле облучения аликвоты цельной крови культи-

контрольной возрастной группе - 0.60-3.50%, а в

вировали при

37°C в среде RPMI-1640

группе с СВИД - 1.50-10.90%. Средние значения

(«ПанЭко», Россия), содержащей 20% термои-

спонтанного уровня хромосомных повреждений

нактивированной эмбриональной сыворотки

в лимфоцитах контрольных групп не зависели от

(«ПанЭко», Россия), 1% антибиотической смеси

возраста индивидуумов. Среднее значение спон-

7 мкг/мл фитогемагглютинина

(«ПанЭко»,

танного уровня цитогенетических повреждений в

Россия), который необходим для стимуляции

группе с СВИД в 2.6 раза превышало таковое в

лимфоцитов к делению. Через 44 ч после начала

группе молодых и в 2.4 раза в группе возрастных

культивирования в среду добавляли блокатор ци-

волонтеров. Кроме повышенного среднего спон-

топлазматического деления в концентрации

танного уровня микроядер у пациентов с СВИД

7 мкг/мл цитохалазин В (Sigma Aldrich, США) для

наблюдалась значительная вариабельность зна-

чений по сравнению с когортой здоровых доно-

накопления двуядерных лимфоцитов. После 72 ч

ров обоих возрастов.

инкубации готовили цитогенетические препара-

ты по стандартному протоколу для подсчета двуя-

Далее мы исследовали чувствительность лим-

дерных лимфоцитов с микроядрами, которые

фоцитов цельной крови индивидуумов к облуче-

окрашивались 4%-м красителем азур-эозином по

нию рентгеновским излучением в дозе 10 сГр. На

Романовскому. Критерием повреждения служила

рис. 2 показаны средние значения количества

частота микроядер в цитохалазин-блокирован-

микроядер в лимфоцитах после облучения низ-

ных двуядерных лимфоцитах. При анализе мик-

кой дозой всех трех когорт. Индивидуальные зна-

роядер в ЦБДЛ использовали критерии, описан-

чения количества микроядер в лимфоцитах кон-

ные в работе [12]. На каждую экспериментальную

трольной молодой группы находились в диапазо-

точку отдельного донора подсчитывали не менее

не 0.0-8.63%, в контрольной возрастной группе -

1000 ЦБДЛ.

0.0-8.63%, а в группе с СВИД - 0.7-7.10%. Высо-

кая внутригрупповая вариабельность значений

Статистические различия между группами

наблюдалась у молодых волонтеров, а низкая - в

оценивались с помощью непараметрического

группе с СВИД. Средняя радиочувствительность

критерия Манна-Уитни. Степень разброса зна-

к дозе 10 сГр у пациентов с СВИД не отличалась

чений внутри группы определяли с помощью ко-

от здоровых доноров обоих возрастов. Медиан-

эффициента вариации. Парный корреляцион-

ные значения в контрольных группах были близ-

ный анализ проводили с помощью корреляции

ки (1.6 и 1.4), а в группе иммунодефицитных это

Пирсона.

значение было выше (3.3).

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ И ИНДУКЦИИ

935

Рис. 3. Значения количества ЦБДЛ с микроядрами у

Рис. 4. Количество микроядер в ЦБДЛ здоровых и

здоровых и иммунодефицитных доноров после рент-

иммунодефицитных доноров после облучения по

геновского облучения в дозе 2 Гр. Данные представле-

схеме РАО (10 сГр + 2 Гр). Данные представлены в

ны в виде медианы и межквартильного диапазона.

виде медианы и межквартильного диапазона.

На рис. 3 представлено количество микроядер

радиочувствительности при облучении по схеме

в лимфоцитах, облученных в дозе 2 Гр, у пациен-

РАО между группами выявлено не было.

тов с СВИД и здоровых индивидуумов. Индиви-

Во многих работах индукцию РАО в лимфоци-

дуальные значения количества микроядер в лим-

тах крови людей определяют по статистически

фоцитах контрольной молодой группы находи-

достоверным различиям между группой, облу-

лись в диапазоне 4.10-30.69%, в контрольной

ченной только выявляющей дозой и группой

возрастной группе - 6.50-21.4%, а в группе паци-

комбинированного облучения [22]. Мы величину

ентов с СВИД - 7.40-17.3%. Достоверных отли-

РАО определяли по формуле:

чий в радиочувствительности лимфоцитов к дозе

PАО = ((Д₁ - Д₀) + (Д₂ - Д₀)) / (Д₁₊₂ - Д₀),

2 Гр между группами выявлено не было. В группе

здоровых молодых волонтеров наблюдалась наи-

где Д₁ - количество микроядер в лимфоцитах при

более выраженная межиндивидуальная вариа-

облучении в дозе 10 сГр; Д₂ - количество микро-

бельность по сравнению с другими группами.

ядер в лимфоцитах при облучении в дозе 2 Гр;

Анализ полученных данных показал также, что

Д₀ - количество микроядер в необлученных лим-

отсутствует корреляция между спонтанным уров-

нем микроядер в ЦХБЛ и радиочувствительно-

фоцитах; Д₁₊₂ - количество микроядер в лимфо-

стью индивидуумов во всех группах.

цитах при облучении в дозе 10 сГр+2 Гр. По-

скольку индукция РАО рассматривается как ме-

Следующим этапом было исследование спо-

ханизм, который приводит к значительному

собности к индукции РАО при облучении лимфо-

радиопротекторному эффекту, то мы рассматри-

цитов пациентов с СВИД и здоровых доноров по

вали наличие РАО только у тех волонтеров, у ко-

схеме РАО. На рис. 4 показаны средние значения

торых его величина была больше 1.2. При соче-

выхода микроядер в лимфоцитах здоровых во-

танном облучении лимфоцитов наблюдались три

лонтеров и пациентов с СВИД при последова-

вида ответа: снижение радиочувствительности

тельном облучении в дозе 10 с Гр, а через 5 ч (ми-

(наличие РАО), повышение радиочувствительно-

нимальное время, необходимое для развития

сти и отсутствие реакции на адаптирующее воз-

РАО) в дозе 2 Гр. Как и при облучении в малых и

действие.

терапевтических дозах, при комбинированном

лучевом воздействии в группах наблюдали значи-

Как видно из табл. 1, во всех группах у индиви-

тельный индивидуальный разброс значений: в

дуумов выявлена высокая способность к индук-

контрольной молодой группе значения находи-

ции РАО. В группе молодых волонтеров у 80% ин-

лись в диапазоне 2.60-32.51%, в контрольной

дуцировался РАО (максимальное значение рав-

возрастной группе 4.20-19.20%, а в группе с

нялось

3.51), в группе возрастных

75%

СВИД 5.00-15.20%. Наибольшая внутригруппо-

(максимальное значение - 3.50), в группе с

вая вариабельность значений наблюдалась в

СВИД - 83.4% (максимальное значение 3.12).

группе молодых доноров. Достоверных отличий в

Средняя величина РАО была одинакова во всех

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

936

РОЗАНОВА и др.

Таблица 1. Частота микроядер в двуядерных лимфоцитах человека, облученных разными дозами рентгеновского

излучения

Молодые здоровые волонтеры

Возрастные здоровые волонтеры

Иммунодефицитные волонтеры

Микроядра в

ЦБДЛ, %

Тип

ЦБДЛ, %

Тип

ЦБДЛ, %

Тип

№

ответа

2 Гр

0.1 + 2 Гр

2 Гр

0.1 + 2 Гр

2 Гр

0.1 +2 Гр

9.70

7.10

6.50

4.20

14.50

8.50

7.70

3.80

12.94

6.14

9.50

9.80

4.10

2.60

16.70

10.50

8.90

10.50

6.50

4.20

15.10

12.50

10.30

10.20

6.58

5.43

21.40

11.30

14.70

8.60

26.44

28.04

11.70

10.70

10.30

5.00

30.69

25.19

6.80

7.00

14.00

10.60

14.93

10.93

6.50

5.70

17.30

15.20

23.75

21.08

9.60

7.90

10.28

7.83

13.93

13.83

12.80

9.60

7.37

12.23

ПР

14.60

13.10

10.85

9.20

8.92

9.61

16.62

17.52

17.10

19.20

7.90

6.20

19.95

32.51

ПР

12.94

6.14

12.25

7.65

Примечание. «+» - РАО, «-» - нет РАО, «ПР» - повышение радиочувствительности.

когортах (1.61 у молодых, 1.65 у возрастных и 1.64

ОБСУЖДЕНИЕ

в группе с СВИД), то есть по этому критерию не

При исследовании спонтанного уровня цито-

было выявлено зависимости от возраста и нали-

генетических повреждений в культивируемых

чия иммунодефицитного состояния.

лимфоцитах человека в нашей работе было пока-

В группах волонтеров с СВИД и молодых здо-

зано, что среднее значение спонтанного уровня

ровых наблюдали по одному человеку с проявле-

цитогенетических повреждений в группе боль-

нием повышенной радиочувствительности, в

ных с СВИД в 2.6 раза превышало таковое в груп-

группе возрастных такой эффект не наблюдался.

пе молодых и в 2.4 раза - в группе возрастных во-

Следует отметить, что в каждой группе были ин-

лонтеров. Кроме повышенного спонтанного

дивидуумы, у которых не было изменений в реак-

уровня микроядер между пациентами с СВИД на-

ции клеток при облучении по схеме РАО. Доля

блюдалась значительная вариабельность значе-

таких людей была наиболее выражена в группе

ний по сравнению с когортой здоровых доноров,

возрастных здоровых доноров и составляла 25%, в

что свидетельствует о накоплении спонтанных

группе молодых - 13.4%, в группе с СВИД - 8.3%.

генетических нарушений, которые могут быть

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ И ИНДУКЦИИ

937

обусловлены хроническим заболеванием или на-

тов, полученных при высоких дозах. Можно

личием воспалительных процессов, что характер-

предположить, что у пациентов с СВИД в этом

но для людей с СВИД. Выявленный уровень

диапазоне доз также наблюдается индуцирован-

спонтанных повреждений у этих пациентов срав-

ная гиперчувствительность.

ним с повышенным уровнем микроядер в ЦБДЛ

В связи с развитием подходов к разработке

сотрудников атомной промышленности, полу-

персонализированной медицины, поисков адек-

чивших в результате хронического облучения до-

ватных и чувствительных биомаркеров, принци-

зу порядка 20 сГр и у медицинских сотрудников,

пов отбора персонала для работы в условиях

работающих в рентгеновских кабинетах и с диа-

повышенного радиационного риска в последние

гностическими радионуклидами [23, 24]. Повы-

десятилетия проблема определения индивиду-

шенные спонтанные уровни микроядер в ЦБДЛ

альной радиочувствительности становится все

были выявлены также у больных сахарным диабе-

более актуальной. В большинстве работ, посвя-

том, заболеванием щитовидной железы и раком

щенных этой теме, используются дозы 1-2 Гр,

[25, 26]. В большом многолетнем межлаборатор-

которые соответствуют третьему участку нели-

ном исследовании 7000 индивидуальных значе-

нейных дозовых зависимостей, полученных для

ний спонтанного уровня микроядер в ЦБДЛ было

это объекта с помощью различных маркеров по-

показано, что для условно здоровых людей разно-

вреждения хромосом и характеризуют клеточный

го возраста значения находятся в диапазоне 1-6%

ответ, который определяется в основном участи-

[13]. В этом и других исследованиях с использова-

ем стресс-индуцированных систем репарации

нием метода подсчета хромосомных аберраций не

ДНК. Нами было выявлено, что в радиочувстви-

удалось доказать связь роста спонтанного уровня

тельности лимфоцитов при облучении в дозе 2 Гр

повреждений в лимфоцитах с возрастом челове-

достоверных отличий между исследуемыми груп-

ка, курением [27] или проживанием в неблаго-

пами нет. Следует только отметить, что в группе

приятных экологических условиях [11], но отме-

здоровых молодых волонтеров наблюдалась наи-

чается четкая связь повышенного спонтанного

более выраженная межиндивидуальная вариа-

уровня микроядер в ЦБДЛ у пациентов с риском

бельность по сравнению с возрастными группа-

индукции онкологических заболеваний [13, 28,

ми. Анализ полученных данных показал также,

29]. В настоящее время по мере накопления ин-

что отсутствует корреляция между спонтанным

дивидуальных данных по спонтанному уровню

уровнем микроядер в ЦБДЛ и радиочувствитель-

микроядер в лимфоцитах человека происходит

ностью индивидуумов во всех группах. Уровень

переоценка представлений о причинах роста ге-

цитогенетических повреждений, вызванный

нетических повреждений в различных тканях ор-

окислительным стрессом при облучении рентге-

ганизма с возрастом, и многие исследователи

новским излучением в дозе 2 Гр, примерно в

связывают эти изменения не с естественным ста-

10 раз превышает спонтанный уровень цитогене-

рением, а с развитием воспалительных или других

тических повреждений, и поскольку перифериче-

заболеваний.

ские лимфоциты распределены по всему телу и

находятся в постоянной циркуляции, то исследу-

Облучение низкими дозами рентгеновского

излучения моделирует чувствительность индиви-

емый биомаркер демонстрирует степень повре-

ждения наиболее чувствительных клеток нор-

дуумов при уровнях радиационных нагрузок, свя-

мальной ткани при дозе, равной однократной

занных с загрязнением окружающей среды, про-

фракции облучения при радиотерапии опухолей.

фессиональной деятельностью, а также при КТ-

Полученные нами показатели также сопостави-

сканировании, маммографии [30] и других рент-

геновских обследованиях, применение которых в

мы с уровнями хромосомных повреждений, кото-

рые наблюдаются в крови больных такими забо-

диагностике выросло многократно в течение по-

леваниями как сахарный диабет и щитовидной

следнего десятилетия [31]. В нашем исследовании

железы, являющиеся индукторами постоянного

показано, что если средняя радиочувствитель-

окислительного стресса [34].

ность лимфоцитов к дозе 10 сГр у пациентов с

СВИД не отличалась от таковой у здоровых доно-

В работе [35] было показано, что радиочув-

ров обоих возрастов, то медианные значения в

ствительность лимфоцитов человека, определен-

контрольных группах были близки и составляли

ная с помощью микроядерного теста в ЦБДЛ, при

1.6 и 1.4, а в группе иммунодефицитных доноров

облучении in vivo и in vitro до 3 Гр совпадает, что

это значение было выше в два раза. Ранее нами

позволяет рассматривать облучение цельной кро-

[20, 32] и другими исследователями [33] при изу-

ви in vitro в дозе 2 Гр как адекватную тест-систему

чении дозовых зависимостей при действии остро-

для определения индивидуальной радиочувстви-

го и хронического гамма- излучения было пока-

тельности. Полученные при облучении в дозе 2 Гр

зано, что при облучении лимфоцитов здоровых

данные индивидуальной и средней радиочув-

доноров в диапазоне доз 0-40 сГр, наблюдается

ствительности отражают генетическую неста-

индуцированная гиперчувствительность по срав-

бильность клеток иммунной системы на острый

нению с ожидаемой при экстраполяции эффек-

окислительный стресс, что является результатом

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

938

РОЗАНОВА и др.

активации и взаимодействия антиоксидантных и

ния об отсутствии РАО были показаны при ис-

репарационных систем организма, что в конеч-

следовании жителей, проживающих на загряз-

ном счете определяет защиту организма от небла-

ненных в результате техногенных аварий

гоприятных факторов. В исследованиях радио-

районах, сотрудниках предприятий атомной про-

чувствительности людей, работающих или живу-

мышленности [10, 11, 23]. Известно также, что на

щих в условиях повышенного радиационного

индукцию РАО, влияют такие факторы внешней

фона, пациентов, страдающих различными пато-

среды, как кратковременная диета, прием анти-

логиями, было показано снижение, повышение

оксидантных добавок и витаминов [38]. Мы пред-

радиочувствительности или отсутствие измене-

полагаем, что выявленная разнонаправленная ре-

ний по сравнению с контролем, а также высокая

акция клеток при облучении по схеме РАО может

вариабельность индивидуальных значений [36,

свидетельствовать также об индукции генетиче-

37]. Авторы отмечают, что данные о корреляции

ской нестабильности, которая может выявиться

спонтанного уровня цитогенетических повре-

только в экспериментальных условиях путем до-

ждений с радиочувствительностью лимфоцитов

облучения лимфоцитов в стрессовой нелетальной

in vitro также противоречивы и связывают выяв-

дозе или по схеме РАО.

ленные реакции с индивидуальной вариабельно-

Полученные в нашей работе результаты пока-

стью и сложностью подбора адекватных когорт

зали, что спонтанный уровень цитогенетических

для сравнения.

повреждений в лимфоцитах пациентов с СВИД в

За 40 лет со времени введения термина РАО

2.5 раза выше, чем у здоровых доноров того же

установилось мнение, что этот феномен эволю-

возраста. При этом не было выявлено различий в

ционно существует у всех организмов, а при ис-

радиочувствительности к низким и средним до-

следовании закономерностей его реализации бы-

зам рентгеновского излучения между исследуе-

ло выявлено участие специфических механизмов

мыми группами, а РАО индуцировался с той же

репарации, пролиферации и клеточной гибели

частотой в лимфоцитах пациентов с СВИД и в

[4]. Установлено, что условия, необходимые для

той же степени, как и у здоровых доноров разного

индукции РАО, зависят от величины адаптирую-

возраста. Эти данные могут свидетельствовать о

щего и выявляющего воздействий, качества этих

том, что процессы, обуславливающие возникно-

агентов, интервала между облучениями, чувстви-

вение и развитие вторичного иммунодефицитно-

тельности объекта к облучению низкими и высо-

го состояния, не затрагивают механизмы, участ-

кими дозами, метода регистрации повреждений,

вующие в формировании РАО, в частности, свя-

происходило ли облучение in vivo или in vitro [3]. В

занные с индукцией безошибочной репарации

данной работе при облучении цельной крови при

повреждений ДНК, которая индуцируется в уз-

сочетанном облучении по схеме РАО нами не бы-

ком диапазоне низких доз радиации, специфиче-

ло выявлено различий в чувствительности лим-

ском для каждого биологического объекта, а так-

фоцитов между группами. При анализе частоты

же регуляцией апоптоза, который приводит к ги-

индукции РАО и величины его значения, обнару-

бели наиболее поврежденных клеток при

жено, что средняя величина РАО была также оди-

облучении более высокими дозами. Использова-

накова во всех когортах и равнялась 1.61 у моло-

ние в нашей работе показателей, которые харак-

дых, 1.65 у возрастных и 1.64 в группе с СВИД; та-

теризуют индивидуальную генетическую неста-

ким образом, по этому критерию не было

бильность лимфоцитов человека в условиях

выявлено зависимости от возраста и наличия им-

окислительного уровня стресса разного уровня,

мунодефицитного состояния. При этом, в каж-

на наш взгляд, является полезным для оценки от-

дой группе были индивидуумы, у которых не бы-

даленных последствий иммунодефицитных со-

ло изменений в реакции клеток при облучении по

стояний, а также их вклада в формирование РАО.

схеме РАО по сравнению с облучением только в

Таким образом, определение частоты микроядер

дозе 2 Гр. Доля таких людей была наиболее выра-

в ЦБДЛ при облучении цельной крови человека

жена в группе возрастных здоровых доноров и со-

in vitro может служить как прогностическим био-

ставляла 25%, в группе молодых - 13.4%, в группе

маркером состояния пациентов при заболевани-

с СВИД - 8.3%. При анализе анкет возрастных

ях иммунной системы, так и критерием индиви-

доноров, у которых не было выявлено изменения

дуальной радиочувствительности, что может быть

радиочувствительности, было установлено, что

полезным для персонификации лечения пациен-

они более 30 лет работали в области ядерной фи-

тов при радиотерапии.

зики и дозиметрии на ускорителях. Возможно, в

результате профессиональной деятельности не-

БЛАГОДАРНОСТИ

которые из этих волонтеров получили достаточ-

ную дозу хронического облучения, что привело к

Авторы выражают искреннюю благодарность

адаптации, и при дополнительном облучении в

заведующей отделением иммунологии БПНЦ

нашем эксперименте уже не происходило сниже-

РАН д.м.н. Н.И. Косяковой за подбор когорты

ния уровня повреждения. Аналогичные наблюде-

пациентов, медицинский персонал процедурных

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ И ИНДУКЦИИ

939

кабинетов БПНЦ РАН и Протвинской городской

14. J. Hall, P. A. Jeggo, C. West, et al., Mutat. Res. Rev.

больницы за взятие образцов, а также сотрудни-

Mutat. Res., 771, 59 (2017).

ков ИТЭБ РАН и ФИАН РАН, которые участво-

15. R. S. Tuano, N. Seth, and J. Chinen, Ann. Allergy

Asthma Immunol., 127 (6), 617 (2021).

вали в исследовании в качестве доноров.

16. Р. М. Хаитов, Иммунология (ГЭОТАР-Медиа, М.,

2016).

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

17. K. Lumniczky, N. Impens, G. Armengol, et al., Envi-

ron. Int., 149, 106212 (2021).

Работа выполнена в рамках Государственного

18. World Medical Association Declaration of Helsinki:

задания ИТЭБ РАН № 075-01027-22-00.

ethical principles for medical research involving human

subjects, J. Am. Med. Association, 310 (20), 2191

(2013).

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

19. V. E. Balakin, S. I. Zaichkina, D. Y. Klokov, et al., До-

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

кл. РАН, 363 (6), 843 (1998).

интересов.

20. S. I. Zaichkina, O. M. Rozanova, G. F. Aptikaeva,

et al., Nonlinearity Biol. Toxicol. Med., 2 (3), 213

(2004).

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

21. M. Fenech, Mutation Res., 455 (1-2), 81 (2000).

Исследование проводили в соответствии с со-

22. А. М. Серебрянный, А. В. Алещенко, В. Я. Готлиб

ответствующими национальными и международ-

и др., Радиац. биология. Радиоэкология, 47 (1), 93

ными руководящими принципами медицинской

(2007).

этики, изложенными в Этических принципах ме-

23. M. Gerić, J. Popić, G. Gajski, et al., Mutat. Res.

дицинских исследований с участием человека

Genet. Toxicol. Environ. Mutagen., 843, 46 (2019).

Всемирной медицинской ассоциации (Хельсин-

24. Z. Siama, M. Zosang-Zuali, A. Vanlalruati, et al., Int.

кая декларация 2013) и было одобрено Комиссией

J. Radiat. Biol., 95 (6), 697 (2019).

по биоэтике и биобезопасности ИТЭБ РАН

25. S. Ban, C. Konomi, M. Iwakawa, et al., J. Radiat. Res.,

(№ 36/22). У всех волонтеров было получено ин-

45 (4), 535 (2004).

формированное согласие на участие в исследо-

26. M. G. Andreassi, R. Barale, P. Iozzo, et al., Mutagen-

esis, 26 (1), 77 (2011).

вании.

27. S. Bonassi, M. Neri, C. Lando, et al., Mutat. Res., 543

(2), 155 (2003).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

28. S. Bonassi, R. El-Zein, C. Bolognesi, et al., Mutagen-

esis. 26 (1), 93 (2011).

1. G. Olivieri, J. Bodycote, and S. Wolff, Science, 223

29. R. El-Zein, A. Vral, and C. J. Etzel, Mutagenesis, 26

(4636), 594 (1984).

(1), 101 (2011).

2. И. Н. Когарко, А. В. Аклеев, В. В. Петушкова

30. J. Depuydt, A. Baert, V. Vandersickel, et al., Int. J. Ra-

и др., Радиация и риск, 31 (1), 93 (2022).

diat. Biol., 89 (7), 532 (2013).

3. И. И. Пелевина, В. В. Петушкова, В. А. Бирюков

31. M. Khattab, D. M. Walker, R. J. Albertini, et al., Mu-

и др., Радиац. биология. Радиоэкология, 59 (3), 261

tat. Res. Genet. Toxicol. Environ. Mutagen., 820, 8

(2019).

(2017).

4. Y. Guéguen, A. Bontemps, and T.G. Ebrahimian, Cell

32. S. I. Zaichkina, G. F. Aptikaeva, O. M. Rozanova,

Mol Life Sci., 76 (7), 1255 (2019).

et al., Environ. Health Perspect., 105 (Suppl 6), 1441

5. F. Cortese, D. Klokov, A. Osipov, et al., Oncotarget, 9

(1997).

(18),14692 (2018).

33. I. Seth, M. C. Joiner, and J. D. Tucker, Int. J. Radiat.

6. F. Rödel, B. Frey, U. Gaipl, et al., Curr. Med. Chem.,

Oncol. Biol. Phys., 91 (1), 82 (2015).

19 (12), 1741 (2012).

34. M. Gerić, A. M. Domijan, V. Gluščić, et al., Mutat.

7. V. E. Balakin, S. I. Zaichkina, O. M. Rozanova, et al.,

Res. Genet. Toxicol. Environ. Mutagen., 810,

Dokl. Biol. Sci., 374, 488 (2000).

(2016).

8. S. I. Zaichkina, O. M. Rozanova, G. F. Aptikaeva,

35. H. W. Gantenberg, K. Wuttke, C. Streffer, et al.,

et al., Int. J. Low Radiat., 2 (1-2), 1 (2006).

Radiat. Res., 128 (3), 276 (1991).

9. S. M. J. Mortazavi, T. Ikushima, and H. Mozdarani,

36. И. И. Пелевина, А. А. Алещенко, М. М. Антощина

Iran. J. Radat. Res., 1 (1), 55 (2003).

и др., Радиац. биология. Радиоэкология, 47 (6), 658

10. J. F. Barquinero, L. Barrios, M. R. Caballín, et al., Int.

(2007).

J. Radiat. Biol., 67 (2), 187 (1995).

37. T. I. Ivanova, V. A. Khorokhorina, N. I. Sychenkova,

11. M. Ghiassi-nejad, S. M. Mortazavi, J. R. Cameron,

et al., in Proc. 3rd Rus. Conf. with international partici-

et al., Health Phys., 82 (1), 87 (2002).

pation "Radiobiological Foundations of Radiation Thera-

12. M. Fenech, W. P. Chang, M. Kirsch-Volders, et al.,

Mutat. Res., 534 (1-2), 65 (2003).

py" (2019), pp. 66-68.

13. S. Bonassi, A. Znaor, M. Ceppi, et al., Carcinogenesis,

38. S. S. Sorokina, S. I. Zaichkina, O. M. Rozanova, et al.,

28 (3), 625 (2006).

Biophysics, 61 (1), 144 (2016).

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023