Влияние радиации на ДНК клеток мозга изучили в Подмосковье

Ученые из Пущино и Дубны проследили за тем, как различные формы ДНК, которые есть в нейронах мозга крыс, реагировали на радиацию. Эти данные помогут защитить больных от развития когнитивных нарушений при борьбе с опухолями мозга, пишет пресс-служба Института экспериментальной и теоретической биофизики (ИТЭБ) РАН со ссылкой на статью в научном журналеInternational Journal of Molecular Sciences.

"Мы показали, что ядерная ДНК в клетках мозга повреждается и не восстанавливается активно, а синтез митохондриальной ДНК происходит, наоборот, чрезмерно активно с образованием мутантных копий. Их считывание провоцирует сбои в работе митохондрий, что может усилить окислительный стресс в клетках мозга и вызвать дополнительные повреждения ядерной ДНК",

– рассказал о работе один из ее авторов, главный научный сотрудник ИТЭБ РАН Ажуб Газиев.

Как отметил ученый, эти нарушения и повреждения могут быть главной причиной того, что у многих пациентов, проходивших лучевую терапию при удалении раковых опухолей, нарушается работа головного мозга и угасает память. Вдобавок результаты исследования объясняют, почему подобные нарушения часто возникают в тех областях мозга, на которые радиация не воздействовала.

Ученые пришли к подобным выводам, наблюдая за тем, как пучки рентгеновского излучения воздействовали на мозг крыс при полном облучении их тела в тех дозах, которые сейчас используются при лечении рака или во время работы диагностических приборов.

Собирая образцы тканей мозга после облучения, ученые отслеживали, как именно изменяется структура ДНК его нейронов и вспомогательных клеток, а также как меняется активность белков, которые участвуют в копировании генетической информации и починке генома.

Эти наблюдения показали, что радиация по-разному влияет на нити ДНК из ядер и митохондрий нейронов. В частности, после облучения ядерная ДНК восстанавливалась значительно медленнее, тогда как в случае с митохондриальной ДНК клетка начинала активно копировать ее, допуская при этом ошибки.

Это проходило одинаково интенсивно во всех отделах мозга, тогда как в случае с ядерной ДНК этот процесс в клетках коры, мозжечка и гиппокампа – главного центра памяти млекопитающих – сильно разнился между собой. В первых двух случаях геном с течением времени начинал восстанавливаться быстрее, тогда как в нейронах центра памяти это происходило медленнее.

Детально изучив этот процесс, ученые пришли к выводу, что из-за поврежденных митохондрий в ядерной ДНК появляются новые мутации. Также они замедляют процесс починки этой ДНК из-за того, что помогают вырабатываться молекулам, которые могут повредить геном. Если не дать митохондриям повреждаться, то можно защитить нейрон от подобной судьбы и значительно снизить вероятность его гибели в результате появления двойных разрывов в ядерной ДНК.

Как заключила пресс-служба ИТЭБ РАН, сейчас ученые проверяют эту теорию с помощью различных антиоксидантов, способные нейтрализовать молекулы, которые вырабатывают поврежденные митохондрии.