Исследования молекулярно-клеточных нарушений, возникающих на начальных этапах после воздействия ионизирующих излучений (ИИ) на головной мозг, представляются важными для принятия соответствующих мер, по смягчению повреждений и для профилактики развития когнитивных нарушений и канцерогенеза.
Научный коллектив из Пущино в сотрудничестве с коллегами из Дубны продолжают работы в данном направлении. Ранее было исследовано влияние рентгеновского излучения на митохондриальную ДНК клеток головного мозга https://iteb.ru/press-center/press-releases/uchenye-ispytyvayut-soedinenie-dlya-zashchity-mozg/. В майском номере журнала Mol Biol Rep вышла статья, посвященная изучению влияния более тяжелого, плотноионизирующего - протонного излучения на головной мозг крыс.
«Результаты ряда исследований показывают, что нарушения функций митохондрий играют ключевую роль в развитии нейродегенеративных нарушений и инициации онкогенеза при воздействии ИИ на головной мозг. Митохондриальные функции тесно связаны с целостностью митохондриальной ДНК (мтДНК). Повреждение мтДНК полностью отражается на функциях митохондрий, с нарушением активности комплексов окислительного фосфорилирования и усилением генерации активных форм кислорода и азота (АФК/А), сопряженной с синтезом АТФ. Усиление отсроченного окислительного стресса в облученных клетках может вызвать повреждения ядерного генома, инициирующие его нестабильность, которая играет ключевой роль в индукции канцерогенеза и нейродегенеративных нарушений» - сообщил один из авторов исследования к.б.н., с.н.с. Лаборатории радиационной молекулярной биологии ИТЭБ РАН, Абдуллаев Серажутдин. «Особый интерес представляют исследования вредного воздействия протонов на нормальные ткани мозга, поскольку протонная терапия затрагивает не только саму опухоль. В этом контексте мы исследовали количественные изменения митохондриальной ДНК (мтДНК) и ее мутантные копий (гетероплазмии) в трех областях головного мозга (гиппокампе, коре и мозжечке) крыс после краниального облучения протонами» - добавил Серажутдин Абдуллаев.
Результаты работы показали, что после воздействия протонов на голову уровни количества копий мтДНК в трех областях мозга крыс значительно возрастают с одновременным увеличением уровней мутантных копий мтДНК. Cинтез мтДНК и уровень ее мутантных копий, различаются в гиппокампе, коре и мозжечке головного мозга крыс. Наиболее значительное увеличение количества мутантных копий мтДНК наблюдалось в гиппокампе. Эти изменения могут привести к митохондриальной дисфункции с повышением окислительного стресса в регионах головного мозга и могут быть сопряжены с развитием отдаленных последствий действия ионизирующего излучения на головной мозг. Результаты указывают, что выбор митохондриально-направленных тушителей АФК является реальным подходом для смягчения последствий радиационного воздействия на организм.
Работа поддержана грантом РФФИ №17-29-01007.
Источник: Abdullaev, S., Bulanova, T., Timoshenko, G. and Gaziev A. Increase of mtDNA number and its mutant copies in rat brain after exposure to 150 MeV protons. Mol Biol Rep (2020).
https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s11033-020-05491-7.pdf
На фото: с.н.с. Лаборатории радиационной молекулярной биологии, к.б.н. Серажутдин Абдуллаев
Материал подготовила: Алсу Дюкина
Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru
Научный коллектив из Пущино в сотрудничестве с коллегами из Дубны продолжают работы в данном направлении. Ранее было исследовано влияние рентгеновского излучения на митохондриальную ДНК клеток головного мозга https://iteb.ru/press-center/press-releases/uchenye-ispytyvayut-soedinenie-dlya-zashchity-mozg/. В майском номере журнала Mol Biol Rep вышла статья, посвященная изучению влияния более тяжелого, плотноионизирующего - протонного излучения на головной мозг крыс.
«Результаты ряда исследований показывают, что нарушения функций митохондрий играют ключевую роль в развитии нейродегенеративных нарушений и инициации онкогенеза при воздействии ИИ на головной мозг. Митохондриальные функции тесно связаны с целостностью митохондриальной ДНК (мтДНК). Повреждение мтДНК полностью отражается на функциях митохондрий, с нарушением активности комплексов окислительного фосфорилирования и усилением генерации активных форм кислорода и азота (АФК/А), сопряженной с синтезом АТФ. Усиление отсроченного окислительного стресса в облученных клетках может вызвать повреждения ядерного генома, инициирующие его нестабильность, которая играет ключевой роль в индукции канцерогенеза и нейродегенеративных нарушений» - сообщил один из авторов исследования к.б.н., с.н.с. Лаборатории радиационной молекулярной биологии ИТЭБ РАН, Абдуллаев Серажутдин. «Особый интерес представляют исследования вредного воздействия протонов на нормальные ткани мозга, поскольку протонная терапия затрагивает не только саму опухоль. В этом контексте мы исследовали количественные изменения митохондриальной ДНК (мтДНК) и ее мутантные копий (гетероплазмии) в трех областях головного мозга (гиппокампе, коре и мозжечке) крыс после краниального облучения протонами» - добавил Серажутдин Абдуллаев.
Результаты работы показали, что после воздействия протонов на голову уровни количества копий мтДНК в трех областях мозга крыс значительно возрастают с одновременным увеличением уровней мутантных копий мтДНК. Cинтез мтДНК и уровень ее мутантных копий, различаются в гиппокампе, коре и мозжечке головного мозга крыс. Наиболее значительное увеличение количества мутантных копий мтДНК наблюдалось в гиппокампе. Эти изменения могут привести к митохондриальной дисфункции с повышением окислительного стресса в регионах головного мозга и могут быть сопряжены с развитием отдаленных последствий действия ионизирующего излучения на головной мозг. Результаты указывают, что выбор митохондриально-направленных тушителей АФК является реальным подходом для смягчения последствий радиационного воздействия на организм.
Работа поддержана грантом РФФИ №17-29-01007.
Источник: Abdullaev, S., Bulanova, T., Timoshenko, G. and Gaziev A. Increase of mtDNA number and its mutant copies in rat brain after exposure to 150 MeV protons. Mol Biol Rep (2020).
https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s11033-020-05491-7.pdf
На фото: с.н.с. Лаборатории радиационной молекулярной биологии, к.б.н. Серажутдин Абдуллаев
Материал подготовила: Алсу Дюкина
Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru
Галерея
