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. 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, Серажутдин Абдуллаев. — 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».

На фото: с.н.с. Лаборатории радиационной молеку...

На фото: с.н.с. Лаборатории радиационной молекулярной биологии, к.б.н. 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.

Материал подготовила: Алсу Дюкина

Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru