Ionlashtiruvchi nurlanish tufayli hujayra shikastlanishining oldini olish uchun radioprotektiv vositalar

Aloqa:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Tayler A. Smit1, Daniel R. Kirkpatrik2, Shon Smit2, Trevor K. Smit3, Teyt Pirson4, Aparna Kailasam2, Kortni Z. Herrmann4, Yoxanna Shubertv2 va Devendra K. Agraval2*

Tibbiy tasvir zamonaviy tibbiy diagnostikaning markaziy tarkibiy qismiga aylandi. Oxirgi 10 yil ichida rentgen tekshiruvi va kompyuter tomografiyasidan (KT) foydalanishning ortishi bemorlarning ushbu kasallikka ta'sir qilish darajasining mos ravishda oshishiga olib keldi.ionlashtiruvchi nurlanishuning zararli oqibatlari haqida aholining xabardorligini oshirish. Shaxsiy skanerlash bilan bog'liq radiatsiya dozasining sezilarli darajada pasayishiga qaramay, tibbiy tasvirlardan foydalanishning ortishi radiatsiya ta'siri va radiatsiya bilan bog'liq patologiyaning asosiy omili hisoblanadi [1, 2]. Yaponiyada Ikkinchi Jahon urushi atom bombasidan omon qolganlarning uzoq muddatli tadqiqotlari; ya'ni sezilarli radiatsiya ta'siriga ega bo'lganlarda ham leykemiya, ham qattiq saraton bilan kasallanish ko'payganligi aniqlangan [1]. Chiziqli chegarasiz modelga asoslanib, tasvirlash bilan bog'liq radiatsiya, albatta, atom portlashiga qaraganda kamroq dramatik bo'lsa-da, radiatsiya bilan bog'liq jiddiy xavflarni keltirib chiqarishi mumkin. Radiatsiya ta'siri bilan bog'liq xavflar yosh bemorlarda ko'proq ekanligi ma'lum. Bu haqiqat atom bombasidan omon qolgan bolalarda leykemiya va qattiq o'smalarning kattaroq yoshida bir xil nurlanish ta'siriga uchraganlarga nisbatan ko'payishi bilan namoyon bo'ladi [1]. Gilbert va boshqalar. [2] radiatsiya ta'siri va leykemiya, ko'krak saratoni, qalqonsimon bez saratoni va boshqa qattiq o'smalar o'rtasida dozaga bog'liq munosabatni ko'rsatdi. Ionlashtiruvchi nurlanish hujayralarga tezda, o'lchanadigan zararli ta'sir ko'rsatadi, jumladan, reaktiv kislorod turlarini (ROS) ko'paytirish, bir zanjirli DNK uzilishlari (SSB) va ikki zanjirli DNK uzilishlari (DSB)

cistanchemumkinradiatsiyaga qarshi

Bir nechta mualliflar hujayra shikastlanishini modulyatsiya qilish uchun turli xil vositalardan foydalanishni taklif qilishdiradiatsiya ta'siri. Masalan, antioksidantlar yoki glutationni ko'taruvchi birikmalar DNKning shikastlanishini kamaytirishi mumkin, bu esa radiatsiyadan keyingi kanserogenezni nazariy jihatdan kamaytiradi [4, 5]. Ko'pgina tadqiqotlar turli xil radioprotektiv birikmalar uchun potentsial foydani ko'rsatgan bo'lsa-da, bemorlarga tibbiy ko'rishdan oldin yoki keyin muntazam ravishda qo'llanilmaydi [6]. Ushbu sharhning maqsadi radiatsiya bilan bog'liq hujayra shikastlanishining oldini olish uchun radioprotektiv vositalardan foydalanishni o'rgangan adabiyotda yaqinda nashr etilgan topilmalarni umumlashtirish va tanqidiy baholashdir.

Ionlashtiruvchi nurlanishtibbiy diagnostikada, saraton kasalligini davolashda keng qo'llaniladi va qo'shimcha sanoat dasturlariga ega [7]. Insonning ionlashtiruvchi nurlanish ta'siri bilan bog'liq ma'lum bo'lgan xavf-xatarlarga hujayra o'limi, genetik mutatsiyalar va kanserogenez kiradi [7]. To'g'ridan-to'g'ri hujayra ta'siridan tashqari, radiatsiya ta'siri ham reaktiv kislorod turlarini (ya'ni, vodorod periks, lipid gidroperoksid, superoksid, gidroksid, gidrid va peroksinitrit) hosil qilish orqali hujayralarga zarar etkazishi mumkin. Reaktiv kislorod turlari (ROS) ionlashtiruvchi nurlanish kichik molekulalar, birinchi navbatda suv, hujayra bio-makromolekulalari atrofida so'rilganida hosil bo'ladi. Ushbu ROS hujayra tarkibi, jumladan DNK va oqsillar bilan reaksiyaga kirishadi [7].

Hujayra erkin radikallar kontsentratsiyasining ortishiga tabiiy antioksidantlarni (shu jumladan superoksid dismutaza, glutation, katalaza) ishlab chiqarish orqali javob beradi, ular hujayra tuzilmalariga erkin radikallar keltirib chiqaradigan zararni kamaytiradi yoki yo'q qiladi. Glutation peroksidaza birinchi navbatda gidroksid ionlarining suvga aylanishini katalizlaydi. Superoksid dismutaza superoksidlarni vodorod peroksidga aylantiradi, so'ngra katalaza yordamida kislorod va suvga aylanadi. Superoksid dismutaza bir necha xil izoformlarda mavjud bo'lib, ularning har biri hujayraning ma'lum sohalariga ixtisoslashgan [8]. Ionlashtiruvchi nurlanishning ortib borayotgan darajasiga duchor bo'lganda, hujayra antioksidant fermentlarning ekspressiyasini oshiradi [8]. Biroq, ROS darajasi ushbu hujayra himoyasini oshirib yuborsa, hujayra kanserogenez, teratogenez, nekroz yoki apoptozga olib kelishi mumkin bo'lgan zararni (dozaga bog'liq holda) davom ettiradi.

Kamaytirishning bir usuli sifatida radioprotektiv vositalarni qo'llash taklif qilinganradiatsiyaning hujayralarga zararli ta'siri. Antioksidantlar erkin radikallarni tozalash potentsialiga ega va shu bilan ionlashtiruvchi nurlanish ta'sirida DNKning ba'zi zararlanishini kamaytiradi [4, 7, 9, 10]. Nazariy jihatdan, bu aralashuv hujayra mudofaasini radiatsiya ta'sirida hosil bo'lgan erkin radikallarga moslashishga imkon beradi (agar radiatsiya ta'sirida antioksidantlarning hujayra ichidagi darajasi etarli bo'lsa). Radioprotektiv birikmalar erkin radikal shakllanishini bostirishi, erkin radikallarni olib tashlashi, tabiiy radioprotektor ishlab chiqarishni (masalan, superoksid dismutaza, glutatyon peroksidaza va katalaza) rag'batlantirishi, DNKning tiklanishini kuchaytirishi, radiatsiyadan keyingi yallig'lanish reaktsiyasini kamaytirishi yoki hatto hujayra bo'linishini kechiktirishi mumkin. hujayralarni tiklash yoki apoptozdan o'tish uchun [10] (1-jadval). Radioprotektiv moddalar radiatsiya terapiyasining nojo'ya ta'sirini kamaytirishda samarali ekanligi isbotlangan bo'lsa-da, diagnostik radiologiyada hozirda radioprotektorlar qo'llanilmaydi.

Klinik radioprotektorlar uchun mavjud nomzodlarni sarhisob qilish uchun biz Pubmed/MEDLINE qidiruvi yordamida quyidagi asosiy iboralar bilan adabiyotlarni ko'rib chiqdik, jumladan: "tibbiy tasvirlashda antioksidantlar", "radiatsiya terapiyasidagi antioksidantlar", "antioksidantradiatsiya", "radioprotektiv vositalar", "radioprotektiv radiatsiya terapiyasi", "radioprotektiv tibbiy tasvirlash" va "radioproteksiya". Qo'shilish uchun maqolalar so'nggi 10 yil ichida nashr etilgan, bir yoki bir yoki bir nechta mavzularni o'rgangan birlamchi tadqiqot maqolalari tomonidan ko'rib chiqilishi kerak edi. potentsial radioprotektiv moddalar sifatida ko'proq moddalar.Ushbu maqola radioprotektoriyani o'rganuvchi tanlangan maqolalarning xulosasi va tanqidiy tahlilini aks ettiradi.Bundan tashqari, ushbu maqola quyidagi klinik savolga tegishli asosiy topilmalarni umumlashtiradi: DNK shikastlanishini kamaytirish uchun diagnostik tasvirlashda radioprotektorlardan foydalanish mumkinmi?

In vitro tadqiqotlari natijalari - In vitro: inson limfotsitlari

Radioprotektiv vositalar bo'yicha adabiyotlarning ustunligi inson limfotsitlarini in vitro ta'siridan oldin va keyin o'rganishdan kelib chiqadi.radiatsiya. Ba'zan, bu bemorlardan klinik ko'rishdan so'ng qon namunalarini olishni o'z ichiga oladi. Odatda, bu tadqiqotlar -H2AX o'choqlari (H2AX) orqali radiatsiya ta'sirida qo'sh zanjirli DNK uzilishlari (DSB) miqdorini aniqlaydi. Masalan, Brand va boshqalar. [9] shuni ko'rsatdiki, bir nechta antioksidantlar, agar inson qonini radiatsiyaga duchor qilishdan oldin qo'llanilsa, limfotsitlarda DSBs tarqalishini kamaytirishi mumkin. Muhimi, N-asetil sistein (NAC) va vitamin C DSBlarni mos ravishda 43 va 25 foizga kamaytirdi, bu boshqa o'rganilgan agentlardan sezilarli darajada ko'pdir [9]. Qizig'i shundaki, individual agentlar radioprotektor sifatida va'da berishlariga qaramay, mualliflar tomonidan sinovdan o'tgan kombinatsiyalarning hech biri bir nechta agentlarni birgalikda qo'llashda qo'shimcha ta'sir ko'rsatmadi [9]. Ushbu tadqiqot radiatsiya bilan bog'liq DNK shikastlanishining oldini olish uchun antioksidantlardan, xususan NAC va vitamin C analoglaridan foydalanishni qo'llab-quvvatlaydi. Brand va boshqalar kabi. [9], Kuefner va boshqalar. [11] antioksidantlar aralashmasining (kaltsiy askorbat, d-alfa-tokoferil suksinat, karotenoidlar, NAC, R{16}}lipoik kislota, l-selenometiyonin) in vitro inson limfotsitlariga ta'sirini o'rganuvchi tadqiqot o'tkazdi. Kuefner va boshqalar. [11] buni ikki yoʻl bilan amalga oshirdi: birinchidan, in vitro limfotsitlar antioksidantlar bilan davolandi, soʻngra nurlantirildi. Ikkinchidan, qon namunalari o'rganilayotgan antioksidantlarni o'z ichiga olgan tabletka qabul qilingandan keyin 15, 30, 60 minut, 2, 3, 5 soatdan keyin olindi, so'ngra limfotsitlar nurlandi. Nurlanishdan keyin antioksidantlarni kiritish DSB larning kamayishiga olib kelmasa-da, antioksidantlar bilan oldindan davolash DSB larning sezilarli kamayishiga olib keldi, 15 daqiqadan so'ng 23 foizga va nurlanishdan 60 minut oldin qo'llanilsa 58 foizga qisqardi [11]. Ushbu tadqiqot klinik ahamiyatga ega edi, chunki eksperimental radiatsiya ta'siri kompyuter tomografiyasi paytida olingan bilan taqqoslangan. Boshqa bir tadqiqotda NAC va S vitamini bemorlarga rentgen nurlari ta'siridan oldin va keyin darhol qo'llanilgan. Keyin bemorning qoni olindi va DSB limfotsitlarda o'lchandi. S vitamini ham, NAC ham nazorat guruhlari bilan solishtirganda H2AX tomonidan o'lchangan DSB ni kamaytirishi aniqlandi [12]. Ushbu tadqiqotlarning har birida NAC inson limfotsitlarida radiatsiya bilan bog'liq DNK zararini sezilarli darajada kamaytirdi.

Reliene va boshqalar tomonidan olib borilgan muhim tadqiqot. [13] NAC ning inson, murin va xamirturush modellarida ta'sirini ko'rib chiqdi. Ushbu tadqiqot NAC H2AX o'choqlarini (DSBlar uchun surrogat) kamaytirganini aniqlagan bo'lsa-da, shuningdek, xamirturush va inson limfotsitlarida hujayra koloniyasining omon qolishi o'zgarmasligini ta'kidladi. Boshqacha qilib aytganda, NAC DNK shikastlanishini kamaytirsa ham, apoptoz yoki nekrozning oldini olish shart emas. Ushbu topilma muhim potentsial ta'sirga ega bo'lishi mumkin: NAC saraton yoki saratondan oldingi hujayralarning maqsadli o'limiga to'sqinlik qilmasdan DNK shikastlanishini kamaytirishi mumkin [13]. NAClarning hujayralarni apoptozdan himoya qilmasdan DNK shikastlanishini kamaytirish yoki oldini olish qobiliyati uning klinik qiymatini oshirishi mumkin (boshqa antioksidantlarga nisbatan).

Boshqa tadqiqotlar, ayniqsa, S vitamini va uning hosilalariga qaratilgan. 2014 yilgi tadqiqotda Xiao va boshqalar. [3] inson limfotsitlarini 3 soat davomida ikkita vitamin C hosilasidan birining turli kontsentratsiyasi bilan qoplanganidan keyin nurlanish ta'siriga duchor qildilar: 6-O-palmitoil askorbat (PlmtVC) yoki l-askorbin kislotasi (l-AA). Radioprotektiv vosita sifatida PlmtVC l-AA dan yuqori bo'lib, barcha vitamin C hosilalari antioksidantlar kabi samarali emasligini ko'rsatdi [3]. PlmtVC lipid peroksidatsiyasi va oqsil karbonillanishini nazorat qilish bilan solishtirganda sezilarli darajada kamaytirdi, shu bilan birga endogen glutation [3] ko'tarildi. PlmtVC shuningdek, boshqaruv yoki l-AA [3] bilan solishtirganda DSBlarning umumiy sonini sezilarli darajada kamaytirdi. Ba'zi tadkikotlar S vitaminining radio-himoya faolligini ko'rsatgan bo'lsa-da, boshqa tadqiqotlar C vitaminini kuchaytirishini ko'rsatdi.radiatsiyadan kelib chiqadigan zarar[14–16]. Ushbu dixotomiya C vitaminini radioprotektor sifatida klinik foydalanish uchun bahsli vositaga aylantiradi. S vitamini va NAC istiqbolli natijalarni ko'rsatgan bo'lsa-da, in vitroda inson limfotsitlari yordamida ko'plab boshqa vositalar o'rganilgan. Alcaraz va boshqalar. [17] 10 xil antioksidant birikmalarni (karnoz kislotasi, yashil choy ekstrakti, apigenin, diosmin, rozmarin kislotasi, l-askorbin kislotasi, d-tokoferol, rutin, amifostin, dimetilsulfoksid) xromosoma shikastlanishiga qarshi radioprotektorlar uchun nomzod sifatida baholash uchun tadqiqot o'tkazdi. ionlashtiruvchi nurlanish orqali (nazorat va vosita sifatida DSMO bilan). Nurlangan nazorat bilan solishtirganda, barcha birikmalar DNK shikastlanishining kamayishini ko'rsatdi, eng katta ta'sir rosmarin kislotasi, karnozik kislota, d-tokoferol (E vitamini) va apigeninda ko'rindi [17]. Kamroq samarali vositalarga l-askorbin kislotasi, amifostin, yashil choy ekstrakti, rutin va diosmin kiradi [17]. Xuddi shu holat ushbu agentlar tomonidan ta'minlangan radio himoyasi kattaligi nuqtai nazaridan ham kuzatilgan [17].

Arivalagan va boshqalar. [18] karvakrolni (CVC) iste'mol qilish xavfsizligi (u umumiy oziq-ovqat qo'shimchasi), yallig'lanishga qarshi va antioksidant xususiyatlari tufayli potentsial radioprotektiv vosita sifatida o'rganib chiqdi. Ushbu tadqiqotda limfotsitlar sog'lom odamlardan to'plangan va keyin nurlanishdan oldin DMSO yoki CVC bilan davolash qilingan. Buning ajablanarli joyi yo'qradiatsiyaDoza oshirilganda hujayraning omon qolishi kamaydi va nazorat guruhlarida DNK shikastlanishi oshdi [18]. CVC bilan oldindan davolangan limfotsitlar nazorat bilan solishtirganda bardosh bera oladigan o'limga olib keladigan nurlanish dozasining statistik jihatdan sezilarli o'sishini boshdan kechirdi. CVC bilan davolash qilingan limfotsitlar, shuningdek, DNK shikastlanishining sezilarli darajada pasayishini, shuningdek, lipid peroksidatsiyasi va apoptozning pasayishini ko'rsatdi [18]. CVC erkin radikal zararini ikki yo'l bilan kamaytiradi: antioksidant va erkin radikallarni tozalash vositasi sifatida [18]. CVC kam yon ta'siri yoki toksikligi bo'lgan radioprotektiv vosita sifatida va'da beradi.

O'simliklarda tabiiy ravishda uchraydigan fenolik glikozidlar ham antioksidant xususiyatlarga ega ekanligi isbotlangan [19]. Materska va boshqalar. [19] bir necha fenolik glikozidlarni tekshirdi: sinapoil-E-glyukozid (sEg), quercetin-3-O-ramnoside-7-O-glyukozid (q3Or7Og), quercetin-3-O-ramnoside ( q3Or) va luteolin-7-O-(2- apiosil)-glyukozid (l7O2ag). Mualliflar sog'lom inson donorlaridan olingan inson limfotsitlaridan foydalanganlar va keyin rentgen nurlari bilan nurlanishdan oldin ularni fenolik glikozidlardan biriga ta'sir qilishgan. Tadqiqotchilar q3Or eng yuqori radioprotektiv ta'sir ko'rsatishini aniqladilar, bu nazorat bilan solishtirganda DNK shikastlanishini 50 foizga kamaytirdi. Muhimi, ushbu tadqiqotda bu moddalar inson limfotsitlariga nisbatan toksik ta'sir ko'rsatmadi [19]. Fenolik glikozidlar ham ajoyib antiradikal faollikka ega ekanligi qayd etilgan [19]. Ushbu tadqiqotda superoksid radikallarini tozalash qobiliyati yuqori bo'lgan birikmalar ham yaxshi radioprotektiv ta'sir ko'rsatdi [19]. Boshqa fenolik glikozidlarning, shu jumladan kinik va xlorogen kislotalarning radioprotektiv ta'siri ham in vitroda inson limfotsitlariga o'rganilgan. Bir tadqiqotda limfotsitlar turli dozalarda ta'sir ko'rsatdirentgen nurlanishiva har xil konsentratsiyali kinik kislota, xlorogen kislota yoki sham nazorati bilan ishlov beriladi. Ushbu tadqiqot nurlanishdan oldin ham xinik kislota, ham xlorogen kislota bilan oldindan ishlov berilgan limfotsitlar genetik zarar indeksi [20] bilan o'lchanadigan DNK shikastlanishida sezilarli pasayishlarga ega ekanligini aniqladi. Xlorogen kislotasi bo'lsa, rentgen nurlanishining past dozalari oralig'ida genetik zarar ko'rsatkichida sezilarli o'zgarishlar bo'lmadi [20]. Kvinik kislota, shuningdek, radiatsiyadan zarar ko'rgan hujayralar foizini kamaytirdi [20]. Miqdoriy jihatdan himoya kattaligi (genetik zarar indeksi asosida) xinik kislota uchun 5,99-53,57 foiz va xlorogen kislota uchun 4,49-48,15 foiz deb hisoblangan [20]. Kinik kislota va xlorogen kislotaning radioprotektiv ta'siri kurkumin, kofein kislotasi, hesperidin, vanil va resveratrol kabi boshqa fenolik fitokimyoviy moddalar bilan solishtirish mumkin. Kinik kislota va xlorogen kislotaning kuzatilgan ta'siri in vitroda antimutagen, antikanserogen va antioksidant ta'sirga ega bo'lishi mumkin bo'lgan aromatik qoldiqdagi vicinal gidroksil guruhlari bilan bog'liq bo'lishi mumkin [20].

Cinnamic kislotasi doljin yog'idan olingan fenolik moddadir va antioksidant xususiyatlarga ega ekanligi isbotlangan. Cinkilic va boshqalar. [21] sinnamik kislotaning inson limfotsitlarida rentgen nurlari natijasida kelib chiqqan genomik beqarorlikka qarshi radioprotektiv ta'sirini o'rganib chiqdi. Ular sinnamik kislota bilan ishlov berilgan limfotsitlar DNK DSBlarida nazorat bilan solishtirganda sezilarli darajada kamayganligini aniqladilar (16 dan 55 foizgacha qisqaradi). Sinnamik kislota bilan oldindan davolash ham umumiy genetik zararni kamaytirdi [21]. Sinnamik kislotaning o'zi DSB yoki boshqa DNK shikastlanishini oshirmadi, bu uning genotoksik emasligini ko'rsatadi [21]. Mualliflar sinnamik kislota erkin radikallarni tozalash xususiyatlari orqali hujayra ichidagi ROS darajasini pasaytirish orqali rentgen nurlari bilan nurlanish natijasida kelib chiqqan DNK shikastlanishini kamaytirishini aniqladilar [21]. Guruh sifatida fenolik glikozidlar kamayishi mumkin bo'lgan ko'plab vositalarni o'z ichiga oladiradiatsiya bilan bog'liq DNK shikastlanishi.