No abstract

The induction of structural lesions and repair in DNA of lymphoid cells from the peripheral blood, spleen and thymus of mice treated with natural mouse interferon alpha (IFN-alpha) 24 and 48 h prior to gamma irradiation were studied using the comet assay and apurinic-apyrimidinic (AP) site radiolabeling. It was demonstrated that the radiation-induced damage assessed by the comet assay in the DNA of peripheral blood lymphocytes (PBLs), splenocytes and thymocytes of mice treated with IFN-alpha before irradiation was considerably less and was repaired more easily in the postirradiation period than that in untreated mice. The DNA of PBLs and splenocytes from interferon-treated mice showed a decrease in the spontaneously occurring and radiation-induced AP sites, as determined immediately and 90 min after irradiation, compared to the level of AP sites in the DNA of untreated mice. The results lead us to assume that IFN-alpha activates the DNA repair systems in the cells of lymphoid tissue.

Investigation of cell-free DNA (cf-DNA) in body fluids, as a potential biomarker for assessing the effect of ionizing radiation on the organism, is of considerable interest. We investigated changes in the contents of cell-free mitochondrial DNA (cf-mtDNA) and cell-free nuclear DNA (cf-nDNA) in the urine of X-ray-exposed rats. Assays of cf-mtDNA and cf-nDNA were performed by a real-time PCR in rat urine collected before and after irradiation of animals with doses of 3 and 5 Gy. We also determined the presence of mutations in urine cf-mtDNA, as recognized by Surveyor nuclease. A sharp increase in cf-mtDNA and cf-nDNA in the urine of irradiated rats was observed within 24 h after exposure, followed by a decrease to normal levels. In all cases, the contents of cf-mtDNA fragment copies (estimated by gene tRNA) were significantly higher than those of cf-nDNA estimated by gene GAPDH. A certain portion of mutant cf-mtDNA fragments was detected in the urine of exposed rats, whereas they were absent in the urine of the same animals before irradiation. These preliminary data also suggest that the increased levels of urine cf-mtDNA and cf-nDNA may be a potential biomarker for noninvasive assessment of how the organism responds to ionizing radiation influence.

No abstract

2 ФГУ Российский научный центр рентгенорадиологии Минздравсоцразвития, Москва Количественные и качественные изменения циркулирующей внеклеточной ДНК (вк-ДНК) плазмы крови рассматриваются как маркеры для диагностики и прогнозирования характера развития опухолевых патологий. Мы исследовали содержание мутантных копий циркулирующей внеклеточной митохондриальной ДНК (вк-мтДНК) в плазме крови у 8 больных раком легких до и после проведения радиотерапии, а также у здоровых доноров молодого и пожилого возраста. Обнаружено, что в плазме здоровых пожилых доноров доля мтДНК с мутациями (в составе общей циркулирующей ДНК) значительно больше, чем у молодых доноров. В плазме больных раком легких (в возрасте 70-76 лет) до проведения радиотерапии наблюдается существенное повышение доли вк-мтДНК с мутациями, по сравнению с таковой у здоровых доноров пожилого возраста. После проведения курса радиотерапии у пациентов, страдающих раком легких отмечено двукратное увеличение доли вк-мтДНК с мутациями в составе общей циркулирующей ДНК плазмы. Вероятно, в значительной мере это обусловлено высвобождением мутантных копий ДНК из гибнущих клеток опухолей и клеток поврежденных радиационным воздействием нормальных тканей.Ключевые слова: рак легких, внеклеточная мтДНК плазмы, радиотерапия, мутации, CEL-I эндонуклеаза, расщепление гетеродуплексов.ВВЕДЕНИЕ. Во многих исследованиях количественные и качественные изменения циркулирующей внеклеточной ДНК (вк-ДНК) плазмы (сыворотки) крови рассматриваются как дополнительные маркеры для неинвазивного диагностирования и прогнозирования различных опухолевых патологий [1][2][3][4]. Эти же изменения циркулирующей вк-ДНК могут быть использованы также для оценки эффективности терапии онкологических заболеваний у пациентов [5][6][7]. Однако, использование внеклеточной митохондриальной ДНК (вк-мтДНК) в качестве маркера имеет существенные преимущества относительно ядерной ДНК (яДНК) [8,9]. Это обусловлено тем, что мтДНК характеризуется рядом особенностей, отличных от яДНК, в структурной организации и функционировании. Так, соматические клетки человека содержат несколько тысяч копий мтДНК размером около 16,5 т.п.н., несущих гены, кодирующие белки системы дыхательной цепи. Для физических и химических генотоксических агентов мтДНК является более уязвимой мишенью клетки по сравнению с яДНК. При воздействии на клетки повреждающих агентов в мтДНК образуется в 10-50 раз больше повреждений (мутаций), чем в соразмерном фрагменте яДНК. В митохондриях ограниченно функционируют различные системы репарации ДНК. В отличие от яДНК, мтДНК не содержит некодируемые последовательности (за исключением участка D-loop), транскрибируется как единый полицистронный блок, и любые нарушения в ней могут быть патогенетическими [10,11]. Эти особенности и могут обеспечить преимущества мтДНК, как более чувствительного маркера оценки 517 * -адресат для переписки