Radyasyona maruz kalan sağlık çalışanlarının dna onarım proteinleri düzeylerinin incelenmesi
Investigation of dna repair proteins in healthcare workers exposed to ionizing radiation
Yazar: HANDE TİRAJE OĞUZHAN
Danışman: DOÇ. DR. GAMZE TUNA
Dokuz Eylül Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Moleküler Tıp = Molecular Medicine
Dizin: Kütle spektrometri = Mass spectrometry

Özet:
İyonlaştırıcı radyasyonun (IR) sağlık alanında tanı ve tedavide kullanımı yıllar içinde giderek artmaktadır. İyonlaştırıcı radyasyonun biyolojik etkileri göz önüne alındığında, radyasyon birimlerinde çalışan sağlık çalışanları için bir risk oluşturmaktadır. Kronik olarak IR'ye maruz kalan sağlık çalışanlarında görülecek ilk biyolojik etkilerden biri DNA hasar/onarım dengesinin bozulmasıdır. Hücre içindeki onarım mekanizmalarının doğru şekilde çalışmıyor olması hücre ve organizma düzeyinde çeşitli hastalıklara ve bozukluklara sebep olur. Bu çalışmada DNA onarım proteinlerinden merkezi rollerde görev alan insan Apürinik/pirimidinik endonükleaz 1 (hAPE1) ve insan Poli (ADP-riboz) polimeraz 1 (hPARP1)'in hedefli proteomik yaklaşımla kütle spektrometrik ölçümünü gerçekleştirerek onarım proteinlerindeki değişimleri hassas düzeyde saptayabilmektir. Toplam 62 gönüllünün (24 yüksek dozda radyasyona maruz kalan sağlık çalışanı, 19 düşük dozda radyasyona maruz kalan sağlık çalışanı ve 19 gönüllü) katıldığı çalışma için katılımcılardan tam kan örnekleri alındı ve DNA onarım proteinleri hAPE1 ve hPARP1 düzeyleri yüksek çözünürlüklü sıvı kromatografi kütle spektrometri (HR-LC-MS) ile ölçüldü. HR-LC-MS ile proteinlerin tanımlanması için en az üç peptidin tespit edilmesi gerektiği hesaplandı. Çalışmamızda hAPE1 için sekiz, hPARP1 için ise üç peptit çalışılan her örnekte saptanarak protein tanımlanmasında kullanıldı. Radyasyon çalışanlarında hem hAPE1 (p=0,001) hem de hPARP1 (p=0,014) protein düzeyleri sağlıklı kontrol grubuna göre anlamlı derecede düşük bulundu. Anket yoluyla elde edilen bilgilerde kişisel koruyucu donanım kullanımın etkisi de hPARP1 düzeyleri arasında yüksek radyasyon grubunda farklılık gösterdi (p=0,01); kişisel koruyucu donanım kullanmayanların hPARP1 düzeyleri kullananlara göre daha yüksek bulundu. Tüm örneklerde hAPE1 ve hPARP1 protein düzeyleri pozitif korelasyon göstermiştir. Bulgularımız iyonlaştırıcı radyasyonun maruz kalma riski olan sağlık çalışanlarında hAPE1 ve hPARP1'e doğrudan etkisi olduğunu göstermektedir. Radyasyon maruziyeti bulunan iki grup bir bütün olarak ele alındığında DNA onarım proteini düzeyleri kontrol grubundan düşük bulunmuş olup, radyasyonun DNA hasarı/onarımı dengesini etkilediği, hasar ve onarım sisteminin maruziyet durumuna göre cevap mekanizmalarındaki düzenlemelerle kompanse etmeye çalıştığı şeklinde yorumlanabilir.  Çalışmamız iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalan sağlık çalışanlarında DNA onarımını katılımcılardan alınan örnekler üzerinden doğrudan inceleyen ilk çalışmadır. Ayrıca bu örneklemde gerçekleştirilen ilk kütle spektrometrik ölçüm olarak da literatüre kazandırılmıştır.

Abstract:
Over the years the use of ionizing radiation is elevated for diagnosis and treatments in the medical field. When the biological effect of ionizing radiation is considered, this situation creates a risk for healthcare workers working in radiation units. As one of the first effects observed in chronically ionizing radiation exposed healthcare workers, the disruption in the balance of DNA damage/repair. Without the proper function of repair mechanisms in cells, can cause various diseases and disorders at cellular and organismal level. The aim of this study is to sensitively determine the levels of DNA repair proteins human Apurinic/pyrimidinic endonuclease 1 (hAPE1) and human Poly (ADP-ribose) polymerase 1 (hPARP1) which are Playing central roles in DNA repair mechanisms with the mass spectrometry. Blood samples were taken from total of 62 volunteers (24 high dose ionizing radiation exposed healthcare workers, 19 low dose ionizing radiation exposed healthcare workers, 10 healthy volunteers) and the levels of DNA repair proteins hAPE1 and hPARP1 were measured by high resolution liquid chromatography mass spectrometry (HR-LC-MS). To identify the proteins with HR-LC-MS, it is calculated that at least three peptides need to be detected. In our study, eight peptides detected for hAPE1 and, three peptides were detected for hPARP1 in all the samples studied and these peptides were used in the identification of the proteins. In healthcare workers both hAPE1 (p=0.001) and hPARP1 (p=0.014) were found significantly lower than the healthy control group. According to the questionnaire results taken from the volunteers, hPARP1 levels showed significant differences in high-dose ionizing radiation exposed group (p=0,01); high levels of hPARP1 protein were found in in healthcare workers that are not using any personal protective equipment. There is a positive correlation found between the hAPE1 and hPARP1 proteins in the total of the samples. Our results suggest that chronic exposure of ionizing radiation can directly affect hAPE1 and hPARP1 in healthcare workers. When the radiation exposed groups merged as one, it can be concluded that, DNA repair protein levels were found lower than the healthy control group, DNA damage/repair balance is affected, and according to the exposure status response pathways are regulated to compensate the effects. Our study is the first study that investigates DNA repair with the samples directly taken from the healthcare workers exposed to ionizing radiation. Besides it is brought to the literature as the first mass spectrometric study in this sample.