Российские ученые выяснили, что небольшие дозы радиации не вызывают значительных повреждений в стволовых клетках и приводят к появлению большого числа мутаций в последующих их поколениях, говорится в статье, опубликованной в журнале Aging.
"Доза излучения в 80 миллигрей является той дозой, которую нередко получает человек при часто применяемых совместно с клеточной терапией процедурах визуализации внутренних структур и процессов организма, таких как компьютерная томография и рентген. Наши исследования помогают делать прогнозы побочных эффектов и рисков для здоровья у людей, проходящих всё чаще применяемую клеточную терапию одновременно с диагностическим облучением",
— заявил Сергей Леонов, директор физтех-школы биологической и медицинской физики МФТИ.
Человек и прочие живые существа крайне негативно реагируют на облучение радиацией по той причине, что ионизирующее излучение напрямую вносит разрывы в цепочки ДНК или опосредованно "ломает" их, порождая множество химически агрессивных веществ при взаимодействии с содержимым клетки. Эти повреждения заставляют многие клетки считать, что они необратимо повреждены, что вызывает их массовую гибель и приводит к смерти организма в целом.
Достаточно долгое время ученые считали, как рассказывают авторы статьи, что рак возникает в результате появления мутаций во "взрослых" клетках организма, забывающих свою роль и функции и начинающих бесконтрольно размножаться при появлении серьезных "опечаток" в ДНК. Исследования последних десяти лет показывают, что это далеко не так в большинстве случаев, и что многие виды рака, по сути, возникают в результате появления мутаций в стволовых клетках, небольшие колонии которых присутствуют почти во всех тканях тела.
Леонов и его коллеги уже несколько лет изучают то, как радиация воздействует на стволовые клетки. В прошлом году им удалось показать, что стволовые клетки неожиданно хорошо переносят небольшие дозы ионизирующего излучения, "растягивая" одну из фаз деления, в ходе которой они могут быстро чинить разрывы в ДНК.
Это открытие заставило ученых задуматься о том, как подобные эпизоды могут влиять на свойства не самих стволовых клеток, а их далеких потомков, возникших в результате деления нескольких поколений потомков облученных клеток. Вполне возможно, что в их ДНК могут скрываться мелкие мутации, которые не будут убивать клетки сразу, но будут ускорять их старение или заметно повышать вероятность развития рака.
Российские биофизики проверили, так ли это, облучив несколько образцов стволовых клеток теми дозами радиации, которые сегодня применяются при получении рентгеновских снимков и в других медицинских процедурах и проследили за тем, как активно они размножаются и что происходит внутри них в первые дни после контакта с радиацией.
Когда Леонов и его коллеги облучали клетки, в них повышалась активность белка гамма-H2AX, отвечающего за починку двойных разрывов в спирали ДНК, и она оставалась высокой на протяжении суток, что раньше некоторые ученые считали признаком того, что оно достаточно сильно повреждает ДНК клетки и может порождать огромное число мелких мутаций.
На самом деле, как обнаружили исследователи, подобные аномалии были связаны не с радиацией, а с совсем другим процессом – делением клеток, во время которого в ДНК могут тоже возникать двойные разрывы, за ликвидацию которых тоже отвечает гамма-H2AX.
В последующие дни и недели эти стволовые клетки нормально росли и размножались, ничем не отличаясь от того, как ведут себя необлученные культуры аналогичных клеток. Иными словами, последствия облучения стволовых клеток рентгеном были не такими серьезными, как было принято считать раньше, и к никаким серьезным последствиям оно не ведет, заключают авторы статьи.