Цитогенетические нарушения в лимфоцитах крови обезьян Масаса mulatta в отдаленные сроки после облучения ускоренными ионами криптона

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведено исследование цитогенетических нарушений, возникающих в лимфоцитах крови обезьян Масаса mulatta, после локального воздействия ускоренных ионов криптона 78Kr в дозе 3 Гр на область гиппокампа животных. В ходе анализа в контрольной группе обезьян выявлен низкий уровень хромосомных аберраций. Количество клеток с хромосомными нарушениями не превышало 1.67 ٪. Основную долю составляли аберрации хроматидного типа. Проведенный цитогенетический анализ лимфоцитов периферической крови обезьян, подвергшихся воздействию ускоренных ионов криптона, выявил максимальный уровень хромосомных нарушений через сутки после облучения, который превышал контрольный в 2.7 раза. К 96-м суткам количество аберраций снизилось в 1.7 раза, что по-прежнему превышало контрольный уровень. К 460-м суткам у некоторых животных зафиксировано незначительное повышение количества аберраций по сравнению с предыдущим сроком наблюдения. В отдаленные сроки у ряда облученных животных наблюдали отклонения от стандартного поведения обезьян. Сопоставлены данные хромосомных нарушений в лимфоцитах крови обезьян и человека после облучения in vitro протонами с энергией 170 МэВ. Актуальность данной работы обусловлена подготовкой к осуществлению межпланетных пилотируемых космических экспедиций.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Игорь Владимирович Кошлань

Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет “Дубна”

Автор, ответственный за переписку.
Email: koshlan@jinr.ru
ORCID iD: 0009-0000-1591-7418
Россия, Дубна; Дубна

Наталия Алексеевна Кошлань

Объединенный институт ядерных исследований

Email: nkoshlan@jinr.ru
ORCID iD: 0009-0004-9625-1572
Россия, Дубна

Мария Д. Исакова

Объединенный институт ядерных исследований

Email: isakova@jinr.ru
ORCID iD: 0009-0002-2780-3914
Россия, Дубна

Юлия Владимировна Мельникова

Объединенный институт ядерных исследований

Email: julesmelnikova@mail.ru
ORCID iD: 0009-0000-4731-8874
Россия, Дубна

Александра Григорьевна Беляева

Государственный научный центр РФ — Институт медико-биологических проблем РАН

Email: yasya_bi@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6348-1938
Россия, Москва

Александр Александрович Перевезенцев

Государственный научный центр РФ — Институт медико-биологических проблем РАН

Email: perezx@me.com
ORCID iD: 0000-0001-6464-2887
Россия, Москва

Андрей Сергеевич Штемберг

Государственный научный центр РФ — Институт медико-биологических проблем РАН

Email: andrei_shtemberg@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8944-0296
Россия, Москва

Игорь Наумович Клоц

Институт медицинской приматологии “НИЦ “Курчатовский институт”

Email: igor-imp@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1025-3127
Россия, Сочи

Татьяна Евгеньевна Гвоздик

Институт медицинской приматологии “НИЦ “Курчатовский институт”

Email: teg-adler@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7171-4500
Россия, Сочи

А. Н. Бугай

Объединенный институт ядерных исследований

Email: koshlan@jinr.ru
Россия, Дубна

Список литературы

  1. Parihar V.K., Allen B., Tran K.K. et al. What happens to your brain on the way to Mars. Sci. Advances. 2015;1(4):e1400256. http://doi.org/10.1126/sciadv.1400256
  2. Parihar V.K., Allen B.D., Caressi C. et al. Cosmic radiation exposure and persistent cognitive dysfunction. Sci. Rep. 2016;6:34774. http://doi.org/10.1038/srep34774
  3. Григорьев А.И., Красавин Е.А., Островский М.А. К вопросу о радиационном барьере при пилотируемых межпланетных полётах. Вестн. РАН. 2017;87(1):65–69. https://doi.org/10.7868/S0869587317010030 [Grigor’ev A.I., Krasavin E.A., Ostrovsky M.A. The problem of the radiation barrier during piloted interplanetary flights. Herald of the Russian academy of sciences. 2017;87(1): 63–66. https://doi.org/10.1134/S1019331617010014 (In Russ.)]
  4. Meigs L., Smirnova L., Rovida C. et al. Animal testing and its alternatives — the most important omics is economics. ALTEX. 2018;35(3):275–305. http://doi.org/10.14573/altex.1807041
  5. Балдин А.А., Браднова В., Бутенко А.В. и др. Методика облучения мозга приматов пучком ядер криптона на нуклотроне ЛФВЭ. Письма в ЭЧАЯ. 2019;16(4(223)):302–309. [Baldin A. A., Bradnova V., Butenko A. V. et al. Method for irradiation of the brain of primates by the 78Kr beam extracted from nuclotron at LHEP. Particles and Nuclei, Letters. 2019;16(4(223)):302–309. (In Russ.)].https://doi.org/10.1134/s1547477119040071
  6. Moorhead P.S., Nowell P.C., Mellman W.J. et al. Chromosome preparations of leukocytes cultured from human peripheral blood. Exp. Cell Res. 1960;20(3):613–616. https://doi.org/10.1016/0014-4827(60)90138-5
  7. International Atomic Energy Agency (IAEA). Cytogenetic analysis for radiation dose assessment. Technical Report №. 405. Vienna, 2001.
  8. Косиченко Л.П., Барская В.С, Торуа Р.А. Цитогенетическое исследование лимфоцитов костного мозга и периферической крови обезьян при длительном гамма-облучении. Бюлл. эксперим. биол. и мед. 1987;104(7): 85–87. [Kosichenko L.P., Barskaia V.S., Torua R.A. Cytogenetic study of the bone marrow and peripheral blood lymphocytes in monkeys in long-term gamma irradiation. Bull. Eksp. Biol. Med. 1987;104(7):85–87. (In Russ.)]
  9. Chiarelli B. Comparative morphometric analysis of primate chromosomes. II. The chromosomes of genera Macaca, Papio, Theropithecus and Cercocebus. Caryologia. 1962;15(2):401–420. https://doi.org/10.1080/00087114.1962.10796068
  10. Ramalho A.T., Curado M.P., Natarajan A.T. Lifespan of human lymphocytes estimated during a six year cytogenetic follow-up of individuals accidentally exposed in the 1987 radiological accident in Brazil. Mutat. Res. 1995;331(1):47–54. https://doi.org/10.1016/0027-5107(95)00049-o
  11. Косиченко Л.П. Отдаленный цитогенетический эффект острого облучения у обезьян. Сообщение I. Длительное сохранение повреждений хромосом в клетках костного мозга обезьян. Генетика. 1972;8(3): 105–113. [Kosichenko L.P. Otdalennyj citogeneticheskij effekt ostrogo oblucheniya u obez’yan. Soobshchenie I. Dlitel’noe sohranenie povrezhdenij hromosom v kletkah kostnogo mozga obez’yan. Genetika. 1972;8(3): 105–113. (In Russ.)]
  12. Косиченко Л.П. Структурные мутации хромосом в клетках костной мозга обезьян в отдаленные сроки после длительного повторного облучения. Генетика. 1973;9(1):134–142. [Kosichenko L.P. Strukturnye mutacii hromosom v kletkah kostnoj mozga obez’yan v otdalennye sroki posle dlitel’nogo povtornogo oblucheniya. Genetika. 1973;9(1):134–142. (In Russ.)].
  13. Lucas J.N., Hill F.S., Burk C.E. et al. Stability of the translocation frequency following whole-body irradiation measured in rhesus monkeys. Int. J. Radiat. Biol. 1996;70(3): 309–18. https://doi.org/10.1080/095530096145049
  14. Михайлова Г.Ф. Анализ результатов цитогенетических исследований населения, проживающего на радиоактивно-загрязненных территориях после чернобыльской аварии. Автореф. дис. на соискание ученой степени докт. биолог. наук. Обнинск, 2007. 32 с. [Mihajlova G.F. Analiz rezul’tatov citogeneticheskih issledovanij naseleniya, prozhivayushchego na radioaktivno-zagryaznennyh territoriyah posle chernobyl’skoj avarii. Avtoreferat dis. na soiskanie uchenoj stepeni dokt. biolog. nauk. Obninsk, 2007. 32 p. (In Russ.)]
  15. Гаврилов О.К, Чертков И.Л., Козинец Г.И. и др. Нормальное кроветворение и его регуляция. М.: Медицина, 1976. 543 с. [Gavrilov O.K., Chertkov I.L., Kozinec G.I. i dr. Normal’noe krovetvorenie i ego regulyaciya. M.: Medicina, 1976. 543 p. (In Russ.)].
  16. Репин М.В. Стабильные и нестабильные хромосомные аберрации в лимфоцитах крови человека, индуцируемые излучениями с разными ЛПЭ. Автореферат дис. на соискание ученой степени канд. биолог. наук. Обнинск, 2000. 18 с. [Repin M.V. Stabil’nye i nestabil’nye hromosomnye aberracii v limfocitah krovi cheloveka, induciruemye izlucheniyami s raznymi LPE. Avtoreferat dis. na soiskanie uchenoj stepeni kand. biolog. nauk. Obninsk, 2000. 18 p. (In Russ.)].
  17. Репин М.В, Говорун Р.Д., Красавин Е.А. Хромосомные нарушения в лимфоцитах человека при действии ускоренных заряженных частиц. Физика элементарных частиц и атомного ядра. 2002;33(3):746–747. [Repin M. V., Govorun R.D., Krasavin E.A. Chromosomal damages in the human lymphocytes induced by accelerated charged particles. Physics of Elementary Particles and Atomic Nuclei. 2002;33(3):746–747. (In Russ.)].
  18. Говорун Р. Д., Деперас-Каминьска М., Зайцева Е.М. и др. Исследование хромосомных нарушений в клетках человека после облучения терапевтическим пучком протонов фазотрона Объединенного института ядерных исследований. Письма в ЭЧАЯ. 2006;3(1(130)):92–100. [Govorun R.D., Deperas-Kaminska M., Zaitseva E.M. et al. The study of chromosomal damages in human cells on irradiation with the therapeutic proton beam of the Joint Institute for Nuclear Research’s phasotron. Particles and Nuclei, Letters. 2006;3(1):92–100. (In Russ.)].
  19. Колюбаева С.Н. Хромосомные аберрации, микроядра и апоптоз в лимфоцитах при радиационных воздействиях и других патологических состояниях. Автореферат дис. на соискание ученой степени доктора биолог. наук. Санкт-Петербург, 2010. 261 с. [Kolyubaeva S.N. Hromosomnye aberracii, mikroyadra i apoptoz v limfocitah pri radiacionnyh vozdejstviyah i drugih patologicheskih sostoyaniyah. Avtoreferat dis. na soiskanie uchenoj stepeni doktora biolog. nauk. Sankt-Peterburg, 2010. 261 p. (In Russ.)].
  20. Штемберг А.С., Клоц И.Н., Беляева А.Г. и др. Гематологические, биохимические и молекулярные эффекты облучения головы обезьян ядрами криптона высоких энергий. Авиакосм. и экол. медицина. 2020;54(1):38–45. [Shtemberg A.S., Klots I.N., Belyaeva A.G. et al. Hematological, biochemical and molecular effects of primate’s head irradiation with high-energy krypton nuclei. Aviakosmicheskaya i ekologicheskaya meditsina. 2020;54(1):38–45. (In Russ.)]. https://doi.org/10.21687/0233-528X-2020-54-1-38-45
  21. Клоц И.Н., Кошлань И.В., Тимошенко Г.Н. и др. Отдаленные последствия облучения обезьян ядрами криптона высоких энергий. В кн.: VIII Съезд по радиационным исследованиям, Москва, 2021. Тез. Докл. Дубна: ОИЯИ, 2021. C. 247. [Klots I.N., Koshlan I.V., Timoshenko G.N. et al. Otdalennye posledstviya oblucheniya obez’yan yadrami kriptona vysokih energij. VIII Congress on radiation research, Moscow, 2021. Abstracts. Dubna: JINR, 2021 P. 247 (In Russ.)].
  22. Britten R.A., Jewell J.S, Miller V.D. et al. Impaired Spatial Memory Performance in Adult Wistar Rats Exposed to Low (5–20 cGy) Doses of 1 GeV/n 56Fe Particles. Radiat. Res. 2016;185(3):332–7. https://doi.org/10.1667/RR14120.1
  23. Rabin B.M., Joseph J.A., Shukitt-Hale B. Heavy particle irradiation, neurochemistry and behavior: thresholds, dose-response curves and recovery of function. Adv. Space Res. 2004;33(8):1330–1333. https://doi.org/10.1016/j.asr.2003.09.051
  24. Rabin B.M., Joseph J.A., Shukitt-Hale B. A Longitudinal study of operant responding in rats irradiated when 2 months old. Radiat. Res. 2005;164(4):552–5. http://dx.doi.org/10.1667/rr3349.1
  25. Толстых Е. И., Дегтева М. О., Возилова А. В. и др. Подходы к цитогенетической оценке дозы при радиационном воздействии на лимфоидную ткань кишечника. Радиац. биология. Радиоэкология. 2021;61(4):339–52. [Tolstykha E.I., Degteva M.O., Vozilova A.V. et al. Approaches to the cytogenetic assessment of the dose due to radiation exposure of the gut associated lymphoid tissue. Radiat. Biology. Radioecology. 2021;61(4):339–52. (In Russ.)]. http://dx.doi.org/10.31857/s0869803121040111
  26. Елисова Т.В. Стабильные и нестабильные аберрации хромосом у человека и других млекопитающих в связи с вопросами биологической дозиметрии. Радиац. биология. Радиоэкология. 2008;48(1):14–27. [Elisova Т.V. Stable and unstable chromosome aberrations in humans and other mammals in relation to the problems of biological dosimetry. Radiat.Biology. Radioecology. 2008;48(1):14–27. (In Russ.)].

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Данные цитогенетического анализа лимфоцитов периферической крови обезьян, подвергшихся локальному воздействию ускоренных ионов 78Kr в дозе 3 Гр в разные сроки наблюдений.

Скачать (141KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Распределение дицентриков, центрических колец и фрагментов в разные сроки наблюдения.

Скачать (114KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Дозовая зависимость частоты образования лимфоцитов с хромосомными аберрациями (а) и общего числа хромосомных аберраций (b) после облучения образцов цельной крови обезьян Macaca mulatta и человека протонами 170 МэВ (кривые красного и синего цвета) и 1 ГэВ (кривая зеленого цвета). Прерывистыми линиями представлены усредненные данные по лимфоцитам крови человека, сплошной линией представлены усредненные данные по лимфоцитам крови обезьян. Незакрашенные символы (квадратики и кружки) — данные для каждого отдельного донора (человека), закрашенные символы (треугольники) — данные для каждой особи обезьян.

Скачать (293KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Уровень эритроцитов и лимфоцитов в разные сроки наблюдений после локального облучения головы обезьян Macaca mulatta. Прерывистыми линиями обозначены референсные значения.

Скачать (188KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Динамика массы тела облученных и контрольных животных.

Скачать (113KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024