Учёные: рентгеновские обследования не вредят стволовым клеткам

О влиянии на клетки рентгеновского облучения при медицинских процедурах до сих пор мало данных.

Фото Global Look Press.

Микрофотография ядра стволовой клетки человека. Слева синим подкрашена ДНК, справа красным - белок, скопившийся в местах разрыва.

Фото МФТИ.

Доза рентгеновского облучения до 100 миллигреев считается малой, выше 1000 миллигреев – большой. При обычном рентгеновском обследовании человек получает от 0,001 до 10 миллигреев в зависимости от типа процедуры.

Вредно ли это? Точного ответа нет. Регулирующие органы исходят из того, что любое превышение естественного фона вредно. У специалистов это называется линейной беспороговой моделью.

Такой подход продиктован нехваткой данных и осторожностью. Пока не хватает информации о том, вредны ли малые дозы, лучше считать, что они вредны. Но, конечно, лучше всего знать, как всё обстоит на самом деле.

Поэтому международная группа учёных, включающая Андреяна Осипова из Федерального медицинского биофизического центра имени А. И. Бурназяна и Сергея Леонова и Анастасию Цветкову из Московского физико-технического института, провела серию экспериментов над стволовыми клетками. Исследователей интересовало, вызывают ли малые дозы рентгеновского излучения двойные разрывы ДНК.

Поясним, что разрыв ДНК называется двойным или двунитевым, если рвутся обе нити двойной спирали. В норме это происходит при кроссинговере, когда хромосомы разрываются, чтобы обменяться фрагментами. Этот механизм играет большую роль в половом размножении, но задействован он и в делении "обычных" (соматических) клеток.

Двойные разрывы, как это было давно доказано учёными, случаются и при облучении большими дозами радиации. Но здесь есть важное отличие.

"Естественные" разрывы склеиваются долгим, но надёжным способом – с помощью гомологической рекомбинации. При этом генетическая информация не теряется. Однако восемь из десяти двойных разрывов, вызванных облучением, клетки "лечат" совсем другим образом – негомологичным соединением концов. Это быстрый, но ненадёжный метод, он ведёт к мутациям. В результате клетка зачастую преждевременно стареет, погибает или перерождается в раковую.

Долгое время не существовало метода для оценки образования двунитевых разрывов ДНК после воздействия малых доз радиации. Классические способы давали возможность увидеть последствия только для больших доз.

Однако недавно у биофизиков появился инструмент, позволяющий не только посчитать количество двойных разрывов ДНК, образовавшихся после воздействия малых доз облучения, но и изучить механизм восстановления.

Для этого учёные используют антитела, помеченные флуоресцентными красителями. Благодаря им скопления белков, участвующих в исправлении ДНК, видны в микроскоп как ярко светящиеся точки (получили название фокусов). Одним из таких белков, маркирующих повреждения ДНК, является модифицированный гистоновый белок γН2АХ. Именно он и стал главным героем последнего исследования.

Микрофотография ядра стволовой клетки человека. Слева синим подкрашена ДНК, справа красным - белок, скопившийся в местах разрыва.

Учёные установили, что стволовые клетки спустя 24 часа после облучения в дозе 80 миллигреев имеют даже большее количество фокусов γН2АХ, чем клетки, облучённые большой дозой — 1000 миллигреев. Однако такое повышенное содержание маркеров разрыва наблюдалось только в делящихся клетках и отсутствовало в покоящихся.

Это заставило учёных предположить, что эти разрывы – естественные, происходящие при делении клеток, а значит, неопасные. Наблюдение за 11 поколениями потомков облучённых малыми дозами клеток подтвердило эту гипотезу. Они не демонстрировали никаких признаков нестабильности генома, изменений в процессах деления и преждевременного старения. Они вообще ничем не отличались от потомков необлучённых клеток.

Научная статья с результатами исследования опубликована в журнале Aging.

Отметим, что исследователи не случайно выбрали "мишенью" именно стволовые клетки. Находясь практически во всех органах и тканях взрослого организма, они могут распознавать место повреждения, мигрировать в него, напрямую замещать повреждённые клетки и помогать заживлению.

"Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) неоднократно писали о том, как биологи надеются использовать (а иногда и уже используют) этот целительный резерв организма. Например, для лечения переломов, создания искусственной крови и восстановления зрения.