Группа исследователей из Института экспериментальной и теоретической биофизики РАН в опытах на крысах показала, что происходит с ядерной и митохондриальной ДНК клеток мозга животных, перенесших радиотерапию опухоли. Учёные также нашли возможный способ, с помощью биологически активного соединения, ускорения «починки» поврежденного облучением генома и снижения митохондриальных дисфункций в нормальных тканях после воздействия ионизирующего излучения. Результаты работы опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.

Когда последствия жёсткой терапии требуют длительного лечения, качество жизни пациента сильно страдает. Так, при радиотерапии злокачественных опухолей головы, шеи, носоглотки, верхней челюсти, гипофиза, основании черепа или при метастазах рака в мозг ионизирующее излучение повреждает головной мозг. Причём радиация влияет на все структуры и отделы мозга, даже те, которые располагались вне поля воздействия на опухоли. Известно, что ионизирующее излучение вызывает критические изменения в тканях мозга, повреждения сосудов, церебральный радиационный некроз, угнетение нейрогенеза, развитие нейродегенеративных патологий и вторичных опухолей головного мозга. По статистике, у 50-90% пациентов, подвергшихся радиотерапии опухолей мозга, развиваются когнитивные дисфункции. Однако, несмотря на все губительные эффекты, ионизирующее излучение как вид терапии рака еще долго будет актуальным. Группа учёных ИТЭБ РАН в эксперименте с крысами показала механизмы начальных молекулярных процессов в организме живого существа, получившего дозу лечебной радиации. И предложила способ минимизировать опасность от проведения такой терапии.

«Наша недавняя публикация – это очень скромный результат, - комментирует один из авторов исследования, главный научный сотрудник ИТЭБ РАН Ажуб Газиев. - Мы показали, что при радиационном воздействии на мозг ядерная ДНК (яДНК) в его клетках повреждается и не восстанавливается активно, а синтез митохондриальной ДНК (мтДНК) происходит, наоборот, чрезмерно активно с образованием мутантных копий. Экспрессия генов в мутантных мтДНК провоцирует сбой в работе митохондрий и их долговременные дисфункции, что может усилить окислительный стресс в клетках мозга и вызвать дополнительные повреждения яДНК. Это в свою очередь может приводить к нестабильности генома и развитию нейродегенеративных патологий и канцерогенезу. Результаты нашего исследования указывают на то, что надо максимально обеспечивать защиту нормальных тканей в процессе радиотерапии опухолей».

Учёные пришли к выводу, что одним из возможных путей для этого станет «подавление» дисфункции митохондрий в клетках нормальных тканей. Они уже начали эксперименты по использованию биологически активного, безвредного для организма соединения, которое способно снижать генерацию активных форм кислорода в митохондриях нормальных тканей после радиационного воздействия на опухоли. Эксперименты с этим соединением продолжаются, по их результатам исследователи готовят отдельную статью в научный журнал.

Источник: Serazhutdin Abdullaev , Nina Gubina, Tatiana Bulanova, Azhub Gaziev. Assessment of Nuclear and Mitochondrial DNA, Expression of Mitochondria-Related Genes in Different Brain Regions in Rats after Whole-Body X-ray Irradiation. Int J Mol Sci, 21 (4) 2020

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32054039/

На фото: первый автор работы, с.н.с. Лаборатории радиационной молекулярной биологии, к.б.н. Серажутдин Абдуллаев

Материал подготовила:
Наталья Быкова
Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru