Modifikace radiační citlivosti eukaryotických buněk

Abstract

Jedním z cílů této práce bylo prostudovat vliv různých vychytávačů hydroxylových radikálů na radiační citlivost kvasinky Saccharomyces cerevisiae, haploidní kmen, typ a, DBM 272) ozářené zářením gama 60Co dávkovou rychlostí 40 Gy/h a dávkou 150 Gy. Kvasinka Saccharomyces cerevisiae byla kultivována na agarové plotně Sabouraud Chloramphenicol M 1067, HIMEDIA po dobu 5 dnů při 30 °C. Experimentální data byla získána počítáním kolonií vyrostlých z přežívajících ozářených či neozářených buněk v přítomnosti různých vychytávačů (methanol, ethanol, t-butanol, iso-butanol, n-amylalkohol, dimethylsulfoxid, aceton, mravenčan draselný a DL-alanin). Radiační ochrana ? byla definována jako podíl přirozených logaritmů frakcí přeživších buněk bez vychytávače S0 a s vychytávačem S. Specifická radiační ochrana k, tj. radiační ochrana založená na vychytávání hydroxylových radikálů, byla definována jako směrnice závislosti radiační ochrany ? na vychytávací účinnosti Q použitých vychytávačů definované jako součin koncentrace c použitých vychytávačů v ozařované suspenzi a rychlostní konstanty kOH reakce vychytávačů s hydroxylovými radikály. Bylo zjištěno, že radiační ochrana ? všech použitých vychytávačů lineárně roste s vychytávací účinností Q. Lze tedy říci, že všechny testované vychytávače fungují jako radioprotektory. Specifická radiační ochrana k hyperbolicky klesá s rostoucí rychlostní konstantou kOH a lineárně roste s rostoucí koncentrací c vychytávačů při konstantní vychytávací účinnosti Q. Dalším cílem této práce bylo prostudovat vliv dimethylsulfoxidu na radiační citlivost savčích buněk (buňky V79, plicní fibroblasty křečka čínského) ozářených zářením gama 60Co dávkovými rychlostmi 30, 40, 50, 60, 70, 90 a 100 Gy/h a dávkou 1,5 Gy. Buňky V79 byly kultivovány ve standardním 10% živném médiu (Dulbecco?s Modified Eagle?s Medium, Sigma-Aldrich; 10 % Fetal Bovine Serum, Biosera; 1 % antibiotik Penicillin-Streptomycin, Biosera) při 37 °C v atmosféře 5 % CO2 : 95 % vzduch po dobu 7 dní. Experimentální data byla získána počítáním kolonií vyrostlých z přežívajících ozářených či neozářených buněk V79 v přítomnosti dimethylsulfoxidu a byla vyhodnocena stejně jako v případě kvasinky Saccharomyces cerevisiae. Bylo zjištěno, že radiační ochrana ? lineárně roste s vychytávací účinností Q dimethylsulfoxidu. Lze tedy říci, že dimethylsulfoxid funguje jako radioprotektor i v případě savčích buněk. Dále bylo zjištěno, že závislost specifické radiační ochrany k na dávkové rychlosti záření gama je nemonotónní s maximem okolo dávkové rychlosti 55 Gy/h.

The first aim of this work was to study the influence of various scavengers on radiation sensitivity of yeast (Saccharomyces cerevisiae, haploid strain, type a, DBM 272) under gamma irradiation of 60Co at the dose rate and the dose 40 Gy/h and 150 Gy, respectively. Saccharomyces cerevisiae cells were cultivated on Sabouard chloramphenicol nutrient agar layer M 1067, HIMEDIA for 5 days at 30 °C. The results were gained by the counting of colonies grown up from surviving irradiated or nonirradiated cells in presence of various concentrations of the scavengers (methanol, ethanol, t-butanol, iso-butanol, n-amyl alcohol, dimethyl sulfoxide, acetone, potassium formate and DL-alanine). The radiation protection ? was defined as a ratio of natural logarithm of surviving fraction of the cells without (S0) and with scavenger (S). The specific radiation protection k, i.e. radiation protection based on hydroxyl radical scavenging, was defined as a slope of the dependence of radiation protection ? on a scavenging efficiency Q. The scavenging efficiency Q is defined as a product of scavenger?s concentration and the reaction rate constant kOH of the reaction of hydroxyl radical with the scavenger. It was found that the radiation protection ? of all scavengers linearly increases with increasing scavenging efficiency Q. It means that all scavengers under study act as radioprotectors. The specific radiation protection k hyperbolically decreases with increasing rate constant kOH and linearly rises with increasing concentration c of scavengers at the constant scavenging efficiency Q. Another aim of this work was to study the influence of dimethyl sulfoxide on radiation sensitivity of mammalian cells (V79 cells, Chinese hamster pulmonary fibroblasts) under gamma irradiation of 60Co at the dose rates 30, 40, 50, 60, 70, 90 and 100 Gy/h and the dose 1,5 Gy. V79 cells were cultivated in standard 10% nutrient medium (Dulbecco?s Modified Eagle?s Medium, Sigma-Aldrich; 10 % Fetal Bovine Serum, Biosera; 1 % antibiotics Penicillin-Streptomycin, Biosera) at 37 °C and 5 % CO2 : 95 % air atmosphere. The results were gained by the counting of colonies grown up from surviving irradiated or nonirradiated cells in presence of dimethyl sulfoxide. The experimental data were evaluated in the same manner as in the case of Saccharomyces cerevisiae cells. It was found that the radiation protection ? of dimethyl sulfoxide linearly increases with increasing scavenging efficiency Q. It means that dimethyl sulfoxide acts as radioprotector in case of mammalian cells, too. The specific radiation protection k was found to be a nonmonotonous function of dose rate with typical maximum at the dose rate above 55 Gy/h.