Popromienny efekt sąsiedztwa, ważny element odpowiedzi na romieniowanie jonizujące – potencjalne implikacje kliniczne*
Journal Title: Advances in Hygiene and Experimental Medicine - Year 2009, Vol 63, Issue
Abstract
Przez kilkadziesiąt lat obowiązywał w radiobiologii pogląd, że uszkodzenia komórki wywołane działaniem promieniowania jonizującego, takie jak: śmierć komórki, zmiany cytogenetyczne, apoptoza, mutageneza i kancerogeneza są wynikiem bezpośredniej jonizacji ważnych dla życia komórki makrocząsteczek (głównie DNA) lub reakcji tych makrocząsteczek z produktami radiolizywody. Kilkanaście lat temu jednak zwrócono uwagę na trzeci mechanizm oddziaływania promieniowania zwany „efektem widza” lub „efektem sąsiedztwa” (bystander effect, lub radiation induced bystander effect – RIBE). Efekt ten indukowany przez czynniki i sygnały emitowane przez komórki bezpośrednio napromieniowane ujawnia się w postaci obniżenia przeżycia,uszkodzeń cytogenetycznych, wzrostu odsetka apoptozy i zmian iochemicznych w sąsiadujących komórkach nieeksponowanych na promieniowanie. Popromienny efekt sąsiedztwa występuje zwłaszcza w przypadku bardzo niskich dawek promieniowania alfa (rzędu mGy i cGy), ale także po napromieniowaniu komórek promieniowaniem o niskim współczynniku liniowego przekazywaniaenergii (promieniowanie X, gamma) nawet w wyższych, konwencjonalnie stosowanych dawkach. Mechanizmy odpowiedzialne za efekt sąsiedztwa są złożone i nie do końca poznane. Uważa się, że molekularne czynniki sygnalizacyjne uwalniane przez komórki napromieniowane i wysyłane do medium lub poprzez międzykomórkowe połączenia szczelinowe indukują różneścieżki sygnałowe w komórkach sąsiadujących, prowadząc do obserwowanych efektów. Natura tych czynników może być różna, jakkolwiek nie została ostatecznie zdefi niowana. Potencjalnie zjawisko sąsiedztwa może mieć istotne znaczenie w powstawaniu działań niepożądanych radioterapii, ogólnoustrojowych lub zlokalizowanych w tkankach nieobjętych polem napromieniania, a także w przypadku używanych w diagnostyce radiologicznej i radioizotopowej niskich dawek promieniowania. Czynniki emitowane przez napromieniowane komórki stanowią element ryzyka indukcji niestabilności genetycznej, mutacji oraz nowotworzenia drugiego rzutu (second primary cancers). Mogą one prawdopodobnie mieć swój udział w powstawaniu i nasileniu odczynów popromiennych w tkankach zdrowych. Efekt sąsiedztwa może mieć zarówno pozytywne, jak i negatywne skutki w przypadku radioterapii. Jeżeli komórki nowotworowe bezpośrednio pochłaniające energię promieniowania jonizującego będą – poprzez swoje sygnały (sekrecyjne lub przekazywane poprzez połączenia międzykomórkowe) – uszkadzały sąsiadujące komórki nowotworowe lub będą inicjowały różnicowanie tych komórek będzie to działanie pożądane. Jeżeli natomiast uszkodzeniu ulegną komórki prawidłowe (komórki nabłonkowe, śródbłonkowe, fi bro- blasty, leukocyty), wówczas może to być niekorzystne, zwiększające działania niepożądane radioterapii w postaci późnych powikłań popromiennych i nowotworów wtórnych. Popromienny efekt sąsiedztwa może mieć szczególne znaczenie w przypadku stosowania nowoczesnych technik napromieniania, takich jak trójwymiarowa konformalna radioterapia (3D-CRT) i radioterapia intensywnie modulowana dawką (IMRT), których celem jest obniżenie dawki promieniowania w tkankach zdrowych. Badania efektu sąsiedztwa w warunkach in vivo na modelach zwierzęcych wykazują, że uszkodzenia popromienne mogą się pojawiać w tkankach odległych od miejsca napromienienia, a ich obraz może się różnić w zależności od typu tkanki. Jednak najnowsze wyniki doświadczalne wykazują, że komórki nienapromieniowane, będące w sąsiedztwie komórek napromieniowanych mogą obniżać efekty wywołane w nich przez promieniowanie. Mniej znane są następstwa efektu sąsiedztwa w przypadku frakcjonowania dawki. Popromienny efekt sąsiedztwa, jego praktyczne skutki i możliwości modulowania dla celów radioterapeutycznych są zatem ciągle niepewne i pozostają przedmiotem intensywnych badań.
Authors and Affiliations
Maria Wideł, Waldemar Przybyszewski, Joanna Rzeszowska-Wolny
Keywords
Related Articles
- EP ID EP66364
- DOI -
- Views 156
- Downloads 0
Wpływ polimorfizmu genów allograft inflammatory factor-1 na leczenie reumatoidalnego zapalenia stawów metotreksatem
Rola subpopulacji limfocytów pomocniczych Th1, Th17 i Treg w patogenezie reumatoidalnego zapalenia stawów z uwzględnieniem przeciwzapalnego działania cytokin Th1
W patogenezie reumatoidalnego zapalenia stawów (RZS) szczególną rolę przypisuje się zaburzeniom w funkcjonowaniu układu odpornościowego. Przewlekły charakter zapalenia w stawach sugeruje, że regulacja ze strony układu...
Aktywność osi podwzgórze-przysadka-tarczyca (HPT) i funkcjonowanie mięśnia sercowego w warunkach deficytu energetycznego
Często powtarzane uogólnienie, że restrykcje energetyczne wpływają korzystnie na działanie układu sercowo-naczyniowego, nie jest w pełni prawdziwym. Stosowanie diet o niskiej wartości energetycznej zmienia bowiem funkcjo...
Akrydyny jako związki aktywne przeciwnowotworowo
Akrydyny należą do grupy policyklicznych związków heteroaromatycznych. Wykazują szeroki zakres aktywności biologicznej obejmujący aktywność przeciwpierwotniakową, przeciwbakteryjną, przeciwwirusową i przeciwnowotworową...
Heterogenność ludzkiego genu WT1
Gen WT1, charakteryzujący się niezwykle złożoną strukturą, jest umiejscowiony w obrębie chromosomu 11. Bierze udział w regulacji wzrostu i rozwoju komórek, ma także znaczny wpływ na etapy funkcjonowania organizmu. Gen WT...