Εκτίμηση απορροφούμενης δόσης και εξατομίκευση επικινδυνότητας της έκθεσης σε ιοντίζουσες ακτινοβολίες βάσει των επαγόμενων χρωμοσωματικών αλλοιώσεων σε λεμφοκύτταρα περιφερικού αίματος
Authors: Καραχρήστου Ιωάννα 
Published: September 2021

Για την αξιολόγηση και την εκτίμηση του κινδύνου που εγκυμονεί η έκθεση σε ιοντίζουσες ακτινοβολίες είναι απαραίτητο να εκτιμηθεί η απορροφούμενη δόση. Η εκτίμηση της απορροφούμενης δόσης επιτυγχάνεται τόσο με φυσικές μεθόδους, όσο και με μεθόδους βιολογικές. Οι βιολογικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται εκμεταλλεύονται κυρίως τις χρωμοσωμικές αλλοιώσεις και ανακατατάξεις που προκαλούνται από την αλληλεπίδραση του γενετικού υλικού με ιοντίζουσα ακτινοβολία. Στην κλασσική κυτταρογενετική μεθοδολογία τα δικεντρικά χρωμοσώματα και οι δακτύλιοι οι οποίοι δημιουργούνται και η συχνότητα εμφάνισής τους ανά κύτταρο είναι συνάρτηση της απορροφούμενης δόσης. Χρησιμοποιώντας τις αλλοιώσεις αυτές ως δείκτη της έκθεσης, η απορροφούμενη δόση προσδιορίζεται μέσω πρότυπων καμπύλων αναφοράς. Ωστόσο, η κλασσική μέθοδος, όπως εφαρμόζεται σήμερα, εμφανίζει ορισμένα μειονεκτήματα: i) το μεγάλο χρονικό διάστημα (3 ημέρες ) που απαιτείται για τη εκτίμηση της απορροφούμενης δόσης, ii) το κορεσμό δικεντρικών χρωμοσωμάτων που παρουσιάζεται κατά την ανάλυση ύστερα από υψηλές εκθέσεις όπου έχει ως συνέπεια την υποεκτίμηση της απορροφούμενης δόσης iii) την δυσκολία στην εκτίμηση της απορροφούμενης δόσης, στην περίπτωση μη ολόσωμης έκθεσης λόγω της απαιτούμενης καλλιέργειας και της καθυστέρησης των ακτινοβολημένων λεμφοκυττάρων στον κυτταρικό κύκλο. Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η υπέρβαση των μειονεκτημάτων της κλασσικής μεθοδολογίας χρησιμοποιώντας τρεις νέες πιο ευαίσθητες, αξιόπιστες και ακριβείς προσεγγίσεις για την ταχεία εκτίμηση της απορροφούμενης δόσης μετά από έκθεση τόσο σε χαμηλές όσο και σε υψηλές δόσεις. Στην πρώτη προσέγγιση χρησιμοποιήθηκαν ειδικοί μοριακοί ιχνηθέτες DNA για την επισήμανση των κεντρομεριδίων και των τελομεριδίων των χρωμοσωμάτων (pancentromeric and telomeric DNA probes) σε συνδυασμό με την κλασσική κυτταρογενετική μέθοδο, ώστε να βελτιωθεί η ακρίβεια ανάλυσης των δικεντρικών χρωμοσωμάτων και δακτυλίων. Στη δεύτερη προσέγγιση εφαρμόστηκε ο χημικός παράγοντας της καφεΐνης, για την άρση του G2 σημείου ελέγχου του κυτταρικού κύκλου ώστε τα κύτταρα με αυξημένο αριθμό δικεντρικών χρωμοσωμάτων να μπορέσουν να απεγκλωβιστούν από τη G2 φάση και να φθάσουν στη μετάφαση για ανάλυση. Επιπλέον, με την προσθήκη και ειδικών μοριακών ιχνηθετών DNA για την επισήμανση των κεντρομεριδίων και των τελομεριδίων των χρωμοσωμάτων, επιτεύχθηκε η απευθείας παρατήρηση και ποσοτικοποίηση με ακρίβεια του αυξημένου αριθμού δικεντρικών χρωμοσωμάτων και δακτυλίων στα λεμφοκύτταρα, τα οποία μόλις απελευθερώθηκαν από το G2 σημείου ελέγχου. Κατασκευάστηκε επομένως καμπύλη αναφοράς απορροφούμενης δόσης-απόκρισης χωρίς την εμφάνιση κορεσμού ακόμη και στις υψηλές δόσεις. Τέλος στη τρίτη προσέγγιση χρησιμοποιήθηκε η Μέθοδος της Πρόωρης Χρωμοσωματικής Συμπύκνωσης (Premature Chromosome Condensation - PCC) των λεμφοκυττάρων του περιφερικού αίματος που επάγεται μέσω της σύντηξης των λεμφοκυττάρων με μιτωτικά κύτταρα Chinese Hamster Ovary (CHO) ώστε η εκτίμηση των απορροφούμενων δόσεων να γίνεται πλέον σε τρεις ώρες αντί των τριών ημερών που απαιτούνται με την κλασσική κυτταρογενετική μεθοδολογία. Η ανάλυση έγινε με απλή χρώση Giemsa καθώς και με τη χρήση ειδικών μοριακών ιχνηθετών DNA για την επισήμανση των κεντρομεριδίων και των τελομεριδίων των χρωμοσωμάτων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι και με τις τρείς προσεγγίσεις η εκτίμηση της απορροφούμενης δόσης γίνεται με μεγαλύτερη ευκολία και ακρίβεια σε σχέση με την κλασσική κυτταρογενετική μεθοδολογία. Ωστόσο, η μέθοδος της Πρόωρης Χρωμοσωματικής Συμπύκνωσης και η περαιτέρω ανάπτυξή της εμφανίζεται ως η πλέον υποσχόμενη προσέγγιση όταν η ταχεία εκτίμηση της απορροφούμενης δόσης είναι απαραίτητη, όπως σε περιπτώσεις ατυχήματος και έκθεσης πολλών μελών του πληθυσμού, όπου η ταξινόμηση τους σε ομάδες διαφορετικής επικινδυνότητας είναι αναγκαία ώστε να τους παρασχεθεί η βέλτιστη ιατρική περίθαλψη και παρακολούθησή τους.