1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Радиационная биология. Радиоэкология
  4. T. 63, № 4, 2023

Радиационная биология. Радиоэкология, 2023, T. 63, № 4, стр. 394-402

Метод ДНК-комет не выявил снижения повреждений ДНК лимфоцитов, вызванных рентгеновским излучением, при действии натрий-медного хлорофиллина в концентрации до 100 мкмоль/л

Л. А. Ромодин 1, *, М. А. Игнатов 1

1 Государственный научный центр Российской Федерации – Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России
Москва, Россия

* E-mail: fmbc@fmbamail.ru

Поступила в редакцию 17.01.2023
После доработки 22.05.2023
Принята к публикации 21.06.2023

Аннотация

Поиск эффективных, но не токсичных радиозащитных средств остается главной задачей радиобиологии. По ряду сообщений к таковым могут относиться препараты на основе хлорофилла, в частности, хлорофиллина – водорастворимого продукта его омыления. Так как многие исследователи отводят повреждениям ДНК ключевую роль в развитии негативных последствий действия ионизирующего излучения, было проведено настоящее исследование по воздействию рентгеновского излучения суспензии лимфоцитов в растворах натрий-медного хлорофиллина диапазоне концентраций 5–100 мкмоль/л. Щелочная модификация метода гель-электрофореза отдельных клеток не показала достоверных отличий в содержании ДНК в хвосте и моменте хвоста ДНК-комет облученных лимфоцитов, инкубированных в хлорофиллине, по сравнению с только облученными клетками. Данный результат можно объяснить тем, что, скорее всего, хлорофиллин не проходит через ядерную мембрану из цитоплазмы в ядро. И именно отсутствием хлорофиллина в ядре можно объяснить то, что степень повреждения ДНК в опытных пробах не отличалась от таковой в контрольной.

Ключевые слова: ионизирующее излучение, лимфоциты, хлорофиллин, радиопротекторы, ДНК-кометы, ДНК

Список литературы

  1. Иванов И.М., Никифоров А.С., Юдин М.А. и др. Перспективы ингаляционной доставки медицинских средств защиты при радиационных поражениях // Радиац. биология. Радиоэкология. 2020. Т. 60. № 2. С. 175–188. [Ivanov I.M., Nikiforov A.S., Yudin M.A. et al. Prospects for inhalation delivery of medical protectors in radiation damage // Radiation biology. Radioecology. 2020. V. 60. № 2. P. 175–188. (In Russ.)]. https://doi.org/10.31857/S0869803120020058

  2. Naik G.H., Priyadarsini K.I., Naik D.B. et al. Studies on the aqueous extract of Terminalia chebula as a potent antioxidant and a probable radioprotector // Phytomedicine: Int. J. Phytotherap. Phytopharmacol. 2004. V. 11. № 6. P. 530–538. https://doi.org/10.1016/j.phymed.2003.08.001

  3. Metodiewa D., Kochman A., Karolczak S. Evidence for antiradical and antioxidant properties of four biologically active N,N-diethylaminoethyl ethers of flavanone oximes: a comparison with natural polyphenolic flavonoid (rutin) action // Biochem. Mol. Biol. Int. 1997. V. 41. № 5. P. 1067–1075. https://doi.org/10.1080/15216549700202141

  4. Narra V.R., Harapanhalli R.S., Howell R.W. et al. Vitamins as radioprotectors in vivo. I. Protection by vitamin C against internal radionuclides in mouse testes: implications to the mechanism of damage caused by the Auger effect // Radiat. Res. 1994. V. 137. № 3. P. 394–399.

  5. Harapanhalli R.S., Narra V.R., Yaghmai V. et al. Vitamins as radioprotectors in vivo. II. Protection by vitamin A and soybean oil against radiation damage caused by internal radionuclides // Radiat. Res. 1994. V. 139. № 1. P. 115–122.

  6. Liang P.S., Haff R.P., Ovchinnikova I. et al. Curcumin and Quercetin as Potential Radioprotectors and/or Radiosensitizers for X-ray-based Sterilization of Male Navel Orangeworm Larvae // Sci. Rep. 2019. V. 9. № 1. P. 2016. https://doi.org/10.1038/s41598-019-38769-3

  7. Shivappa P., Bernhardt G.V. Natural Radioprotectors on Current and Future Perspectives: A Mini-Review // J. Pharm. & Bioall. Sci. 2022. V. 14. № 2. P. 57–71. https://doi.org/10.4103/jpbs.jpbs_502_21

  8. Томусяк М.В., Соколов И.Р., Горюнов М.А., Колесников А.С. Потенциал применения растений в препаратах-радиопротекторах // Интернаука. 2022. № 11-1. № 234. С. 11–14. [Tomusyak M., Sokolov I., Goryunov M., Kolesnikov A. Potential of application of plants in radioprotective drugs // Internauka. 2022. V. 11–1. № 234. P. 11–14. (In Russ.)]

  9. Софронов Г.А., Мурзина Е.В., Аксенова Н.В. и др. Перспективы изучения эффективности бета-D-глюканов в качестве противолучевых средств // Изв. Рос. воен.-мед. академии. 2020. № 39. № S3-3. С. 193–198. [Sofronov G.A., Murzina E.V., Aksenova N.V. et al. Study perspectives of the effectiveness of beta-D-glucans as an antiradiation agents // Russian Military Medical Academy Reports. 2020. V. 39. № S3–3. P. 193–198. (In Russ.)]

  10. Воронцова З.А., Иванов А.А., Никитюк Д.Б., Аванесова А.А. Некоторые морфоклинические доказательства радиопротективного характера меланинов (обзор литературы) // Вестн. новых медицинских технологий. Электронное издание. 2016. № 4. С. 295–302. [Vorontsova Z.A., Ivanov A.A., Nikityuk D.B. Some morphoclinical evidence about radioprotective melanin character (literature report) // Journal of New Medical Technologies, eEdition. 2016. V. 4. P. 295–302. (In Russ.)]. https://doi.org/10.12737/22219

  11. Попова Н.Р., Гудков С.В., Брусков В.И. Природные пуриновые соединения как радиозащитные средства // Радиац. биология. Радиоэкология. 2014. Т. 54. № 1. С. 38–49. [Popova N.R., Gudkov S.V., Bruskov V.I. Natural Purine Compounds as Radioprotective Agents // Radiacionnaya biologiya. Radio-ekologiya. 2014. V. 54. № 1. P. 38–49. (In Russ.)]. https://doi.org/10.7868/S0869803114010135

  12. Рождественский Л.М. Проблемы разработки отечественных противолучевых средств в кризисный период: Поиск актуальных направлений развития // Радиац. биология. Радиоэкология. 2020. Т. 60. № 3. С. 279–290. [Rozhdestvensky L.M. Difficulties in radiation counter measure preparations deve-lopment in russiain crysis period: actual approaches searchin // Radiacionnaya biologiya. Radioekologiya. 2020. V. 60. № 3. P. 279–290. (In Russ.)]. https://doi.org/10.31857/S086980312003011X

  13. Поздеев А.В., Гугало В.П. Влияние препарата хлорофилла на содержание малонового диальдегида при радиационной патологии // Вестн. Курской гос. сельскохозяйственной академии. 2012. № 2. С. 107–109. [Pozdeev A.V., Gugalo V.P. Vliyanie preparata hlorofilla na soderzhanie malonovogo dial’degida pri radiacionnoj patologii // Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj sel’skohozyajstvennoj akademii. 2012. V. 2. P. 107–109. (In Russ.)]

  14. Поздеев А.В., Лысенко Н.П. Повышение радиационной устойчивости организма млекопитающих при применении препаратов хлорофилла в условиях радиоактивного загрязнения окружающей среды // Изв. Междунар. академии аграрного образования. 2018. Вып. 42. Т. 2. С. 60–62. [Pozdeev A.V., Lysenko N.P. increase in radiation stability of an orga-nism mammals at use of medicines of a chlorophyll in the conditions of radioactive environmental pollution // Izvestiya Mezhdunarodnoj akademii agrarnogo obrazovaniya. 2018. V. 42. № 2. P. 60–62. (In Russ.)]

  15. Поздеев А.В., Промоненков В.К., Лысенко Н.П. Применение растительного пигмента в качестве ингибитора электронно-возбужденных состояний // Вет. медицина. 2010. № 2010–1. С. 42–43. [Pozdeev A.V., Promonenkov V.K., Lysenko N.P. Application of the vege-tative pigment in quality retarding agent at set states of electron // Veterinarnaya medicina. 2010. V. 2010-1. P. 42–43. (In Russ.)]

  16. Morales-Ramirez P., Mendiola-Cruz M.T. In vivo radioprotective effect of chlorophyllin on sister chromatid exchange induction in murine spermatogonial cells // Mutat. Res. 1995. V. 344. № 1–2. P. 73–78. https://doi.org/10.1016/0165-1218(95)90041-1

  17. Morales-Ramirez P., Garcia-Rodriguez M.C. In vivo effect of chlorophyllin on gamma-ray-induced sister chromatid exchange in murine bone marrow cells // Mutat. Res. 1994. V. 320. № 4. P. 329–334. https://doi.org/10.1016/0165-1218(94)90085-x

  18. Kumar S.S., Shankar B., Sainis K.B. Effect of chlorophyllin against oxidative stress in splenic lymphocytes in vitro and in vivo // Biochimica et Biophysica Acta. 2004. V. 1672. № 2. P. 100–111. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2004.03.002

  19. Ромодин Л.А. Угнетение хлорофиллином хемилюминесценции, сопровождающей катализируемую комплексом цитохрома c с кардиолипином квазилипоксигеназную реакцию // Изв. Саратовского ун-та. Новая серия. Сер. Химия. Биология. Экология. 2020. Т. 20. № 4. С. 427–432. [Romodin LA. Chlorophyllin inhibits chemiluminescence that accompanies a quasi-hypoxygenase reaction catalyzed by the cytochrome c-cardiolipin complex // Izvestiya of Saratov University. Chemistry. Biology. Ecology. 2020. V. 20. № 4. P. 427–432. (In Russ.)]. https://doi.org/10.18500/1816-9775-2020-20-4-427-432

  20. Кабакчи С.А., Архипов О.П., Лукашенко М.Л. Особенности радиолиза воды и водных растворов H2 и O2 при действии смешанного n,γ-излучения с высокой долей нейтронного компонента // Химия высоких энергий. 2013. Т. 47. № 4. С. 251–255. [Kabakchi S.A., Lukashenko M.L., Arkhipov O.P. Specific features of the radiolysis of water and aqueous solutions of H2 and O2 by mixed n,γ-radiation with a high portion of the neutron component // High Energy Chemistry. 2013. V. 47. № 4. P. 147–151]. https://doi.org/10.7868/S002311971304008X

  21. Блохина Т.М., Иванов А.А., Воробьева Н.Ю. и др. Повреждение ДНК спленоцитов мышей при воздействии вторичного излучения, формирующегося при прохождении пучка 650 МэВ протонов через бетонную преграду // Бюл. эксперим. биологии и медицины. 2022. Т. 174. № 8. С. 154–159. [Blokhina T.M., Ivanov A.A., Vorobyeva N.Y., et al. DNA damage in splenocytes of mice exposed to se-condary radiation created by 650 MeV protons bombarding a concrete shielding barrier // Bull. Experim. Biology and Medicine. 2022. V. 174. № 2. P. 194–198]. https://doi.org/10.47056/0365-9615-2022-174-8-154-159

  22. Wei J., Wang B., Wang H., et al. Radiation-Induced Normal Tissue Damage: Oxidative Stress and Epigenetic Mechanisms // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2019. V. 2019. P. 3010342. https://doi.org/10.1155/2019/3010342

  23. Henriquez-Hernandez L.A., Bordon E., Pinar B., et al. Prediction of normal tissue toxicity as part of the individualized treatment with radiotherapy in oncology patients // Surgical oncol. 2012. V. 21. № 3. P. 201–206. https://doi.org/10.1016/j.suronc.2011.12.002

  24. Chadwick K.H., Leenhouts H.P. Radiation risk is linear with dose at low doses // Brit. J. Radiol. 2005. V. 78. № 925. P. 8–10. https://doi.org/10.1259/bjr/51173413

  25. Osipov A.N., Smetanina N.M., Pustovalova M.V., et al. The formation of DNA single-strand breaks and alkali-labile sites in human blood lymphocytes exposed to 365-nm UVA radiation // Free Radical Biology & Medicine. 2014. V. 73. P. 34–40. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2014.04.027

  26. Korzeneva I.B., Kostuyk S.V., Ershova L.S., et al. Human circulating plasma DNA significantly decreases while lymphocyte DNA damage increases under chronic occupational exposure to low-dose gamma-neutron and tritium beta-radiation // Mutat. Res. 2015. V. 779. P. 1. P. 15. https://doi.org/10.1016/j.mrfmmm.2015.05.004

  27. Olive P.L., Banath J.P., Durand R.E. Heterogeneity in radiation-induced DNA damage and repair in tumor and normal cells measured using the “comet” assay // Radiat. Res. 1990. V. 122. № 1. P. 86–94 // Methods In Molecular Biology. 2023. V. 2519. P. 65–72. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2433-3_7

  28. Walsh K.D., Kato T.A. Alkaline Comet Assay to Detect DNA Damage // Methods in molecular biology. 2023. № 2519. Р. 65–72. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2433-3_7

  29. Cooper C.R., Jones D.J.L., Jones G.D.D., Petersson K. Comet Assay Profiling of FLASH-Induced Damage: Mechanistic Insights into the Effects of FLASH Irradiation // Int. J. Molec. Sci. 2023. V. 24. № 8. P. 7195. https://doi.org/10.3390/ijms24087195

  30. Dirven Y., Eide D.M., Henriksson E.W. et al. Assessing testicular germ cell DNA damage in the comet assay; introduction of a proof-of-concept // Environ. Molec. Mutagen. 2023. V. 64. № 2. P. 88–104. https://doi.org/10.1002/em.22527

  31. Effat Saied N., Elmazny G.M., El-Helaly R.M. et al. Utility of comet assay of DNA damage in the detection of malignant transformation of chronic liver cirrhosis // Scand. J. Clin. Lab. Investig. 2023. V. 83. № 3. P. 145–151. https://doi.org/10.1080/00365513.2023.2175327

  32. Tung G.K., Gandhi G. Baseline and oxidatively damaged DNA in end-stage renal disease patients on varied hemodialysis regimens: a comet assay assessment // Molec. Cell. Biochem. 2023;Online ahead of print. https://doi.org/10.1007/s11010-023-04720-4

  33. Unverricht-Yeboah M., Holtmann K., Kriehuber R. Comet Assay analysis of DNA strand breaks after exposure to the DNA-incorporated Auger Electron Emitter Iodine-125 // Int. J. Radiat. Biol. 2023. V. 99. № 1. P. 64–69. https://doi.org/10.1080/09553002.2020.1851059

  34. Goldoni A., Pacheco M.R., da Silva L.B. Comet assay in Aegla platensis (Decapoda: Anomura) using a non-lethal hemolymph field sampling for in situ monitoring of freshwater genotoxicity // Ecotoxicol. 2023. V. 32. № 2. P. 160–165. https://doi.org/10.1007/s10646-023-02627-w

  35. Hasanovic M., Cetkovic T., Pourrut B., et al. Air pollution in Sarajevo, Bosnia and Herzegovina, assessed by plant comet assay // Mutagenesis. 2023. V. 38. № 1. P. 43–50. https://doi.org/10.1093/mutage/geac022

  36. Karbaschi M., Ji Y., Mujawar M.A., Mendoza M. et al. Development of a Novel, Automated High-Throughput Device for Performing the Comet Assay // Int. J. Molec. Sci. 2023. V. 24. № 8. P. 7187. https://doi.org/10.3390/ijms24087187

  37. Moller P., Azqueta A., Boutet-Robinet E., et al. Minimum Information for Reporting on the Comet Assay (MIRCA): recommendations for describing comet assay procedures and results // Nature Protocols. 2020. V. 15. № 12. P. 3817–3826. https://doi.org/10.1038/s41596-020-0398-1

  38. Azqueta A., Ladeira C., Giovannelli L. et al. Application of the comet assay in human biomonitoring: An hCOMET perspective // Mutat. Res. Reviews in Mutation research. 2020. V. 783. P. 108288. https://doi.org/10.1016/j.mrrev.2019.108288

  39. Сирота Н.П., Кузнецова Е.А. Применение метода “Комета тест” в радиобиологических исследованиях // Радиац. биология. Радиоэкология. 2010. Т. 50. № 3. С. 329–339. [Sirota N.P., Kuznecova E.A. The Comet Assay Application in Radiobiological Investigations // Radiacionnaya biologiya. Radioekologiya. 2010. V. 50. № 3. P. 329–339. (In Russ.)]

  40. Мельниченко А.С. Математическая статистика и анализ данных: Учебное пособие. М.: Изд. дом НИТУ “МИСиС”, 2018, 45 с. [Mel’nichenko A.S. Matematicheskaya statistika i analiz dannyh: Uchebnoe posobie. M.: Izdatel’skij dom NITU “MISiS”, 2018, 45 p. (In Russ.)]

  41. Abraham S.K., Sarma L., Kesavan P.C. Role of chlorophyllin as an in vivo anticlastogen: protection against gamma-radiation and chemical clastogens // Mutat. Res. 1994. V. 322. № 3. P. 209–212. https://doi.org/10.1016/0165-1218(94)90008-6

  42. Zimmering S., Olvera O., Hernandez M.E. et al. Evidence for a radioprotective effect of chlorophyllin in Drosophila // Mutat. Res. 1990. V. 245. № 1. P. 47–49. https://doi.org/10.1016/0165-7992(90)90024-e

  43. Lett J.T. Damage to cellular DNA from particulate radiations, the efficacy of its processing and the radiosensitivity of mammalian cells. Emphasis on DNA double strand breaks and chromatin breaks // Radiat. Environ. Biophys. 1992. V. 31. № 4. P. 257–277. https://doi.org/10.1007/BF01210207

  44. Peak M.J., Peak J.G. Hydroxyl radical quenching agents protect against DNA breakage caused by both 365-nm UVA and by gamma radiation // Photochem. Photobiol. 1990. V. 51. № 6. P. 649–652.

  45. Peak J.G., Ito T., Robb F.T., Peak M.J. DNA damage produced by exposure of supercoiled plasmid DNA to high- and low-LET ionizing radiation: effects of hydroxyl radical quenchers // Int. j. Radiat. Biol. 1995. V. 67. № 1. P. 1–6. https://doi.org/10.1080/09553009514550011

  46. Векшин Н.Л. Биофизика митохондрий. Пущино: ООО “Фотон век”, 2019. 264 с. [Vekshin NL. Biofizika mitohondrij. Pushchino: OOO “Foton vek”; 2019. 264 p. (In Russ.)]

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Радиационная биология. Радиоэкология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал