Новости онкологии

13 июля 2020

Облучение крыс показало риски протонной терапии рака для клеток мозга

Этот вид лечения может вредить не только клеткам опухоли, но и здоровым клеткам мозга.

Российские ученые впервые проследили за тем, как пучки протонов воздействуют на разные типы ДНК в клетках мозга крыс. Оказалось, что в гиппокампе животных после облучения скапливалось больше мутировавших копий определенной ДНК, чем в других областях мозга. Описание исследования опубликовал научный журнал Molecular Biology Reports, кратко о нем пишет пресс-служба ИТЭБ РАН.

«Особый интерес представляют исследования вредного воздействия протонов на нормальные ткани мозга, поскольку протонная терапия рака затрагивает не только саму опухоль. Мы проследили за количественными изменениями в митохондриальной ДНК и ее мутантными копиями в трех областях головного мозга крыс, гиппокампе, коре и мозжечке», – рассказал один из авторов исследования, старший научный сотрудник Института теоретической и экспериментальной биологии РАН Серажутдин Абдуллаев.

Специалисты ИТЭБ РАН и их коллеги из Объединенного института ядерных исследований РАН уже много лет изучают, как различные формы радиации воздействуют на мозг животных и людей и как его клетки пытаются бороться с повреждениями, которые вызывает проникновение ионизирующего излучения в нейроны и вспомогательные тельца мозга.

К примеру, недавно они обнаружили, что клетки мозга по-разному реагируют на повреждение ядерной части ДНК и так называемой митохондриальной ДНК (мтДНК), которая находится внутри митохондрий – своеобразных «энергостанций» клеток. Разрывы и пробелы в первой нейроны чинят относительно медленно, тогда как повреждение мтДНК клетка старается залечить максимально быстро.

В результате формируется большое количество мутантных копий этой части генома, из-за чего может усиливаться окислительный стресс в клетках мозга. В результате повреждения могут появиться уже в ядерной ДНК. Подобные изменения, по мнению исследователей, могут быть одной из причин того, почему у многих раковых больных после лучевой терапии появляются проблемы с памятью, которые связаны с массовой гибелью здоровых нейронов.

Защита мозга от радиации

В своей новой работе Абдуллаев и его коллеги проследили за тем, как на мозг влияет другой тип ионизирующего излучения – пучки протонов, которые разогнали до сверхвысоких скоростей. Медики часто используют эти частицы против опухолей, так как они действуют на организм более точечно и избирательно, чем источники гамма-частиц.

Ученые решили проверить, сохранятся ли различия в характере починки митохондриальной и ядерной ДНК при облучении мозга крыс протонами. Опыты показали несколько важных различий в том, как протоны и гамма-кванты действовали на мозг.

В частности, биологи обнаружили, что концентрация мутантных копий мтДНК в гиппокампе, коре и мозжечке мозга крыс значительно различалась. Больше всего ее было в гиппокампе, который играет роль центра памяти, а меньше всего – в мозжечке. В случае с гамма-излучением такого не происходило: оно вызывало одинаковые изменения в характере починки мтДНК во всех областях мозга крыс.

Этот факт, как считают Абдуллаев и его коллеги, нужно учитывать при лечении пациентов пучками протонов. К примеру, ученые могут защищать клетки гиппокампа и других уязвимых регионов мозга от повреждений с помощью антиоксидантов, которые могут проникать внутрь митохондрий и мешать формированию агрессивных веществ, которые могут повреждать обе формы ДНК.

Подобная терапия, как надеются ученые, позволит избежать массовой гибели здоровых клеток мозга и значительно снизит шансы на развитие различных нейродегенеративных болезней после успешного удаления опухоли.

Источник: nauka.tass.ru