Oštećenja normalnih i transformiranih glija stanica uzrokovana ionizirajućim zračenjem : doktorska disertacija - Vrdoljak, Eduard; Kračun, Ivica; Markulin-Grgić, Ljerka; Čulo, Filip; Jadro-Šantel, Dubravka; Talan-Hranilović, Jasna (Zagreb : E. Vrdoljak, 1995)
Sažetak: Uključenje normalnog tkiva mozga ili leđne moždine u terapijsko polje ionizirajućeg zračenja može rezultirati pojavom rane i/ili kasne demijelinizacije i nekroze. Pretpostavlja se da su glijalne stanice i/ili njihove matične stanice glavne mete djelovanja ionizirajućeg zračenja u SŽS-u, posljedicom kojega nastaju demijelinizacija i nekroza mozgovine. Da bi rasvjetlili zbivanja koja nastaju nakon izlaganja tkiva SŽS-a djelovanju ionizirajućeg zračenja, na staničnoj i unutarstaničnoj razini istraživan je radiobiološki odgovor glijalnih stanica u primarnim kulturama stanica in vitro. Primarne kulture zrelih, terminalno diferenciranih oligodendrocita, nezrelih oligodendrocita, matičnih stanica O-2A i astrocita tipa 1 dobijene su iz kore velikog mozga i leđne moždine perinatalne štakorske mladunčadi.
Izlaganjem ionizirajućem zračenju kultura zrelih oligodendrocita došlo je do značajnog porasta postotka apoptotske smrti, od 15 % u kontrolnim uzorcima do 30 % u ozračenim kulturama, s maksimalnim postotkom porasta pri dozi od 10 Gy. Ovaj porast u postotku apoptotske smrti je moguće otkriti već 1 sat nakon izlaganju kultura zračenju. Maksimalni postotak apoptotske smrti u kulturama zrelih oligodendrocita otkriven je 3 do 6 sati nakon djelovanja ionizirajućeg zračenja. Apoptotske stanice nisu otkrivene u kulturama matičnih stanica O-2A i nezrelih oligodendrocita ni prije ni nakon djelovanja ionizirajućeg zračenja. Ti rezultati pokazuju da apoptotska smrt zrelih oligodendrocita izazvana ionizirajućim zračenjem može sudjelovati u nastanku rane demijelinizacije.
Istraživan je utjecaj ionizirajućeg zračenja na ekspresiju gena ranog odgovora c-fos, c-jun i jun-B u perinatalnim primarnim kulturama astrocita tipa 1 i kulturama dvaju tumora mozga, gliosarkoma 9-L i astrocitoma 175-A. U kulturama astrocita tipa 1, doze ionizirajućeg zračenja od 1 Gy ili više dovode do znatnog povećanja ekspresije glasničkih RNA za c-fos i jun-B, te u nešto manjoj mjeri i za glasničku RNA c-jun. Najveći porast ekspresije gena ranog odgovora je otkriven 1 sat nakon djelovanja ionizirajućeg zračenja, nakon čega razina m-RNA brzo pada na kontrolnu razinu. Ovi nalazi govore u prilog zaključku da su astrociti tipa 1 stanice koje možda igraju središnju ulogu u odgovoru tkiva SŽS-a na ionizirajuće zračenje putem zračenjem izazvanih promjena u genetskoj ekspresiji.
Suprotno tim nalazima, doze zračenja do 20 Gy nisu prouzrokovale promjene u ekspresiji glasničkih RNA za c-fos, c-jun i jun-B u dvije moždane tumorske linije. Nadalje, dok 12-0-tetradecilforbol-13-acetat izaziva znatno povišenje ekspresije tih gena u astrocitima, on nema učinka na ekspresiju gena fos i jun u malignim glijalnim tumorima 9-L i 175-A. Razlika u odgovoru na ionizirajuće zračenje glede ekspresije gena ranog odgovora između normalnih i tumorskih stanica upućuje na mogućnosti korištenja te razlike u svrhe poboljšanja liječenja tumora mozga.
Summary: Inclusion of normal brain or spinal cord in radiotherapy tretment volumes can result in early and/or late demyelination. It has been suggested that glial cells and/or thir progenitors are the primary target cells for this radiation-induced demyelation. To gain insight into the radio response of glial cells, some laboratories recently begun to investigate the radiobiology of these cells in vitro using primary culture techniques. Cultures of terminally differentiated oligodendrocytes, immature oligodendrocites, O-2A progenitor cells, and astrocytes type 1 were generated from the cerebral cortex and spinal cord of perinatal rat pups.
Irradiation of cultures of terminally differentiated oligodendrocytes resulted in a significant increase in the percentage of apoptotic cells from 15% in control to 30% in irradiated samples, with the maximum increase induced by 10 Gy. This increase in apoptosis could be observed by 1 hr after irradiation with the maximum level reached at 3 to 6 hr. Apoptotic cells were not detected before or after irradiation of cultures of O-2A progenitor cells or immature oligodendrocytes. These data suggest that radiation-induced apoptosis of terminally differentiated oligodendrocytes may be involved in early demyelination.
The effects of ionizing radiation on c-fos, c-jun, and jun-B mRNA levels was determined in cultures of rat perinatal type 1 astrocytes and two rat brain tumor cell lines, 9-L and 175-A. In astrocyte cultures, X-ray doses as low as 1 Gy induced the expression of c-fos and jun-b and, to a lesser extent, c-jun. The maximum increase in expression was found 1 hr after irradiation, which then rapidly returned to control levels. These findings suggest that astrocytes may play a role in mediating the radio response of the central nervous system via x-ray induced changes in gene expression.
In contrast, doses of up to 20 Gy had no effect on c-fos, c-jun, and jun-B mRNA levels in the two brain tumor cell lines. In addition, whereas 12-0-tetradecanoylphorbol-13-acetate induced the expression of these genes in astrocytes, it had no effect on fos or jun expression in 9-L or 175-A cells. The difference between normal and tumor cells in radiation-induced early response gene expression suggests a potential target for brain tumor tretment.
Doktor medicinskih znanosti - medicina
mentori: Filip Čulo, Luka Milas; Komisija za ocjenu: Ivica Kračun, Ljerka Grgić-Markulin, Filip Čulo, Dubravka Jadro-Šantel,Jasna Talan-Hranilović; Komisija za obranu: Ivica Kračun, Ljerka Grgić-Markulin, Filip Čulo, Dubravka Jadro-Šantel, Jasna Talan-Hranilović; datum obrane: 20.01.1995; datum promocije: 09.05.1996.
Sveučilište u Zagrebu, Medicinski fakultet, Zagreb, 1995
Bibliografija: str. 73-91
Summary
Keywords: Živčani sustav -- Ionizirajuće zračenje -- Onkološka istraživanja