Дозовые закономерности индукции РИНГ in vitro

Факты

Да потому, что так велит обычай!

Но повинуйся мы ему во всем,

Никто не стал бы пыль веков стирать

И горы заблуждений под собою

Похоронили б истину.

В. Шекспир. «Кориолан» (пер. Ю. Корнеева)

Исследования РИНГ, кто бы и как бы их ни рассматривал и в какое бы место ни прилагал (см. выше подраздел 2.4), изначально всегда будут находиться в рамках сугубо фундаментальных исследований в области молекулярно-клеточной радиобиологии. Практическая значимость подобных исследований, безусловно, имеет отношение к радиационной медицине. Но и радиобиология, и радиационная медицина, изучающие биологические и медицинские эффекты фактора физической природы, нацелены, в первую очередь, на выявление дозовых закономерностей. Как уже отмечалось в разделе 1.1, эти дисциплины, можно сказать, покоятся на дозовых зависимостях [РБ9, РИ4, РЯ5].

К какой категории радиационных эффектов следует отнести РИНГ, к стохастическим или к детерминированным? Попробуем, согласно принципам античной логики, провести доказательство от противного. Допустим, что РИНГ — это эффекты стохастические, вероятностные, наподобие радиогенных раков и наследственных патологий. Тогда должны иметься примеры, что некто не смог выявить РИНГ даже при значительных дозах облучения. Однако к настоящему моменту, несмотря на порядка 15–20-ти-летние исследования, нам не известны подобные публикации в ощутимом количестве. Так, в опытах in vitro, если кто хотел выявить РИНГ для той или иной линии клеток, тот почти всегда, за малым исключением, ее и выявлял, стоило только использовать дозы облучения побольше, вплоть до десятков грей (см. ниже). Вновь рассмотрев не раз упоминавшееся здесь вариатны сообщения НКДАР по немишенным эффектам радиации (“Non-targeted and delayed effects of exposure to ionizing radiation”), за 2004– 2009 гг. [AU17, AU18], мы обнаружим следующее. В обширных и активно пополняемых с 2004 по 2009 гг. таблицах, включающих данные по РИНГ in vitro, из 74–120-ти строк-ссылок только 1–2 соответствуют исследованиям, где РИНГ не была обнаружена.

Попробуйте составить такую же таблицу по действительно стохастическим эффектам радиации, — по радиогенным ракам, для отдельных индивидуумов или их групп, облученных даже в больших дозах (вплоть до 10 Гр). Для очень многих, если не для большинства людей, никаких раков в течение жизни обнаружено не будет (см., к примеру, [РО2, AS30, AU14]). Радиогенные раки — они не фатальны, а стохастичны.

Поэтому относить РИНГ к стохастическим эффектам радиационного воздействия мы не можем. И нам остаются только детерминированные. А детерминированные эффекты, как известно, характеризуются отчетливой зависимостью от дозы и пороговостью своего проявления [РБ9, РР7, РЯ5]. Так что даже априори ясно, что существуют дозы облучения, при которых РИНГ не индуцируется. И все те утверждения о вездесущности этого эффекта для любых доз любого излучения, которые мы приводили выше в подразделе 2.4, не могут соответствовать действительности в принципе. Хотя, конечно, так сразу последний момент, исходя из теории, не кажется бесспорным. Действительно, порог для РИНГ, включая эффекты излучения с низкой ЛПЭ, может лежать ниже верхней границы малых доз радиации. Окончательный ответ способна дать только совокупность многолетних экспериментов в различных лабораториях мира. Теория одно, а практика в естественнонаучных дисциплинах, по мнению автора представленной монографии, это, так сказать, «последняя инстанция». Ибо устройство живой клетки настолько сложно, что пока не поддается никакому удовлетворительному теоретическому моделированию. И, полагаем, в определенной степени так будет всегда.

Казалось бы, рассмотренная необходимость поиска в том числе для РИНГ дозовых закономерностей должна быть ясна как любому индивидуальному исследователю, так и любой компетентной организации по радиационным эффектам и радиационным рискам. Во всяком случае, на заре наших изысканий в области РИНГ (2000–2001 гг.) это было ясно, поскольку весь наш прежний экспериментальный путь в фундаментальной молекулярно-клеточной радиобиологии был направлен, как и у всех, преимущественно на поиски дозовых зависимостей и на их модификации применительно к тем или иным эффектам излучения (к примеру, [РК10, РК15, РК25, РК29, РК31, РК32, РК33, РК34, РК35]).

Поиск зависимостей доза — эффект и для РИНГ тоже с самого начала стал одной из наших задач. Так же, как это было для НКДАР применительно к другим эффектам излучения (см., например, следующие примеры по различным “dose-relationship” [AU5, AU13]). И для МКРЗ — тоже [AI7].

А как же иначе? Попробуйте провести исследование эффектов какого-либо фактора физической или химической природы, реализующееся в практические выводы, без выявления дозовых зависимостей. Практики это не поймут.

Все это должно быть ясно каждому.

Но почему-то не применяется к РИНГ.

В сообщении НКДАР по немишенным эффектам излучения, где основное место занимает РИНГ, раздела о дозовых закономерностей этого феномена нет даже близко.

Так было в проектах 2004–2006 гг., так осталось и в окончательном варианте 2009 г.

* * *

Наше исследование работ по РИНГ (как сказано, ограниченное редкоионизирующей радиацией) постоянно реализовывалось в публикацию соответствующих подборок по дозовым зависимостям для данного феномена. Так было в 2004 и 2006 гг. на русском языке [РК12, РК13, РК14, РК18], так было и в 2005 г. на английском языке [AK26]. Составители последнего проекта документа НКДАР по немишенным эффектам излучения (март 2006 г.) вполне могли ознакомиться с нашими подборками в публикации от августа — сентября 2005 г., которая с 2005 г. находилась в Интернете [AK26], причем с 2006 г. — в свободном доступе [AK27]. Мы нисколько не преувеличиваем значимость своих публикаций, но не можем и преуменьшать объективную важность составленных и опубликованных только нами подробных таблиц по дозовым эффектам РИНГ при различных экспериментальных подходах: in vitro, in vivo и при трансгенерационных эффектах облучения у животных и у людей [AK26].

В нашей таблице по РИНГ in vitro в публикации за 2005 г. [AK26], которая готовилась в конце 2004 г., было проанализировано больше источников (причем не только за счет русскоязычных), чем в синхронном тогда проекте вышеуказанного документа НКДАР по немишенным эффектам излучения. Очередную свою подборку, теперь уже на 2007 г., мы публикуем здесь. И снова — здесь проанализировано больше источников по in vitro, чем в проекте документа НКДАР за 2006 г. И это при том, что ссылки по индукции РИНГ in vitro плотноионизирующим излучением мы не рассматриваем и никогда в свои таблицы не включали, зато НКДАР — включал и включает. И все равно: что в нашей публикации 2005 г. [AK26], что здесь, источников проанализировано больше, чем у НКДАР. Идет год за годом, НКДАР готовит все новые и новые переработанные проекты, их уже стало три, но все равно — отставание.

Итак, рассмотрим дозы для РИНГ in vitro (табл. 2.6.1). Чтобы составить эту таблицу, пришлось ознакомиться не с одним десятком оригиналов публикаций, поскольку в рефератах, помещаемых в PubMed, авторы (как зарубежные, так и отечественные), несмотря на порой крайнюю детализацию во всякой второстепенной ерунде, нередко позволяют себе не приводить исследованные дозы радиации.

Табл. 2.6.1 является расширенным и дополненным вариантом нашей англоязычной публикации от 2005 г. [AK26], которая включала базу данных на осень 2004 г. Можно видеть, что имеется в этой табл. 2.6.1 применительно к эффектам доз до 0,2 Гр рентгеновского или γ-излучения. Ничего-то не имеется для доз ниже 0,5 Гр, причем нередко и для 0,5 Гр не имеется. А ведь табл. 2.6.1 охватывает более ста ссылок и, по нашим подсчетам, не менее 92% от всех имеющихся ныне мировых источников по РИНГ in vitro [105].

Таблица 2.6.1. РИНГ in vitro (радиация с низкой ЛПЭ).

Тип клеток	Дозы облучения	Ссылки
Лимфоциты человека	1–3 Гр	[AA7, AB25, AF1, AH18, AH19, AH20*, AK33, AL1*, AM23, AS7]
2, 4 и 6 Гр	[AB30]
Гемопоэтические клетки человека	1 и 2 Гр	[AK2, AK3, AK7]
4 Гр	[AG11]
2 Гр	[AK7]
Фибробласты человека линии HF-19	1,5 Гр	[AK5]
Фибробласты человека линии AG01522B	1; 3 и 8 Гр (Дозовая зависимость)	[AB11]
Фибробласты человека	3 и 6 Гр	[AB29]
Фибробласты человека линии HFLIII	1 мГр, нет эффекта	[AO4]
Фибробласты человека линии HF-12	1,5 Гр, нет эффекта	[AK5]
Фибробласты человека линии AG1521A	5 Гр, нет эффекта	[AD28]
Клетки уротелия человека	0,5 и 5 Гр	[AC11, AM52]
Эпителиальные клетки мышей	3 Гр	[AP22]
Иммортализованные клетки (R-M26/2-1) с характеристиками гемопоэтических клеток мышей	4 Гр, но не 0,5 Гр	[AM13]
Лимфобластоидная линия клеток TK6**	1–4 Гр	[AC3]
1,5 Гр	[AC15]
2 Гр	[AD28, AE5, AE6, AE8, AG14, AM29, AR17]
3 и 4 Гр	[AE6]
WTK1 лимфобластоидные клетки человека	1,5 Гр	[AC15]
4,5 Гр	[AS15]
Эпителиальные клетки MCF-10A человека	3 Гр	[AP21]
Иммортализованные клетки эпителия человека	3 Гр	[AU2]

Таблица 2.6.1 (продолжение-1). РИНГ in vitro (радиация с низкой ЛПЭ).

Тип клеток	Дозы облучения	Ссылки
Клетки эпителия молочной железы человека (иммортализованная, но не туморогенная линия)	3 Гр	[AD30]
HPV-G (HPV-иммортализо-ванные, но не малигнизированная) кератиноциты человека**	0,5; 1 и 3 Гр (некоторые показатели эффекта при 0,5 Гр не изменялись)	[AM38]
1–6 Гр	[AO6]
1–15 Гр (Дозовая зависимость)	[AL39]
0,5 и 5 Гр (среда от облученных клеток)**	[AL35, AL36, AL37, AL38, AM39, AS21]
0,5–5 Гр (Дозовая зависимость)	[AC14]
Иммотрализованные нормальные фибробласты человека hTERT	2 Гр	[AO3]
HeLa**	6 Гр	[РГ8, РТ2, РТ3]
3 Гр	[AS9]
4–12 Гр (Дозовая зависимость)	[AF21]
9 Гр	[AB36]
Клетки фибросаркомы человека HT1080	4–8 Гр, но не 2 Гр	[AS59]
6 Гр	[AS62]
Малигнизированная линия клеток кишечника человека (SW 48)	0,5–5 Гр	[AC14]
Клетки карциономы кожи человека SCL-II	1–8 Гр (Дозовая зависимость)	[AK32]
Клетки карциномы шеи человека SiHa	0,5–50 Гр (Дозовая зависимость)	[AM2]
Клетки карциномы мочевого пузыря человека	Суммарная доза 3,0 Гр***	[AL6]
Клетки меланомы человека (U1-Mel) cells	4,5 и 6,0 Гр	[AY2]
Гибридная линия клеток человека CGL1 (HeLa × фибробласты)	7 Гр	[AM19, AM20, AM21]
5 и 7 Гр (среда от облученных клеток)	[AL7]

Таблица 2.6.1 (продолжение-2). РИНГ in vitro (радиация с низкой ЛПЭ).

Тип клеток	Дозы облучения	Ссылки
Гибридные клетки человек — хомячок GM10115	1–10 Гр (цитотоксичный эффект среды инкубации нестабильных клонов)	[AN1, AN2, AN3]
Нет эффекта для 0,1–0,5 Гр; дозовая зависимость для 1–10 Гр	[AL10*]
1–5 Гр	[AD6]
5 и 10 Гр	[AM5]
7,5–13 Гр (Дозовая зависимость)	[AL14]
10 Гр	[AL12, AL13, AL15, AL16, AP24]
10 и 25 Гр (при –70°C)	[РС15]
Клетки мутантной линии HT1080	4 Гр	[AN20]
Фибробласты мышей C3H10T(1/2)	4 и 6 Гр	[AK16]
8 Гр	[AC15]
BALB/3T3 клетки мышей	1–10 Гр (Дозовая зависимость)	[AG9]
Пренеопластическая линия EF42 из ткани молочной железы мышей	1 Гр	[AS17]
4T1 аднокарцинома молочной железы мышей	4–6 Гр	[AL8]
Стволовые клетки эмбриона мышей, дефицитного по гистону H2AX	1,5 Гр	[AB5]
Фибробласты эмбриона мышей (клетки m5s)	4 и 6 Гр	[AM53]
6 Гр	[AT6]
Фибробласты китайского хомячка V79	0,5 и 6 Гр	[РА4, РП1, РП6, РП7, РП8, РП9]
4 Гр	[AD2]
8 Гр	[AC15]
1–12 Гр (Дозовая зависимость)	[AJ3, AM5, AT7]

Таблица 2.6.1 (окончание). РИНГ in vitro (радиация с низкой ЛПЭ).

Тип клеток	Дозы облучения	Ссылки
Клетки мышей scid и нормальные	2 и 6 Гр соответственно	[AU19]
Клетки CHO**	1–10 Гр (Дозовая зависимость)	[AG9]
2–12 Гр (не было дозовой зависимости)	[AL21, AL23]
8–14 Гр	[AC4, AC5]
Дрожжи S. сerevisiae	250–400 Гр [ sic! ] (Дозовая зависимость)	[AB31]

* РИНГ показана для хронического облучения.

** Есть отдельные исследования, в которых РИНГ индуцировалась для этих линий клеток и при малых дозах радиации тоже (≤ 0,1 Гр). Данные единичные работы рассмотрены ниже в разделе 2.9 «Кажущиеся исключения».

*** Большинство мутаций HPRT вызывались непосредственно повреждениями ДНК, а не являлись результатов РИНГ.

Можно видеть, что большинство исследованных объектов представляют собой иммортализованные, трансформированные или непосредственно опухолевые клетки. Сразу отметим, что при этом не рассматриваются клетки с заведомыми дефектами в репарации ДНК (при наследственной нестабильности хромосом — синдромах Блума, Фанкони, поломок Неймегена, пигментной ксеродерме, атаксии телангиэктазии и пр.). Ясно, что модельные эксперименты с подобными объектами, обладающими значительной спонтанной нестабильностью генома, мало что могут прояснить относительно порога индукции РИНГ в нормальных клетках. Актуальность подобных наследственных заболеваний для радиационной медицины мала вследствие их крайне низкой частоты (доли единицы — единицы на сотни тысяч — миллионы рождений) [AB10, AU12, AN16]. В фельетоне 2004 г. [РК12, РК13] мы отмечали, что «легче выиграть в лотерею, чем заполучить подобное заболевание».

Однако аномальные особенности бывают связаны не только с клетками больных наследственными генетическими патологиями и соответствующими им выведенными линиями мышей. В подразделе 2.2 мы сравнили попытки делать обобщающие выводы о дозовых закономерностях на основе опытов с иммортализованными, трансформированными или же раковыми клетками с суждением о способности человека как вида пробегать стометровку, регистрируя время ее преодоления пьяным одноногим инвалидом без костылей. Тем не менее, из табл. 2.6.1 следует, что даже для многих подобных «инвалидов» не описано никакой РИНГ для малых доз. Правда, мы не включили в табл. 2.6.1 так называемые «кажущиеся исключения», когда эффект был как бы доказан для малых доз тоже. В 2004 г. мы имели, в качестве подобных «исключений», три клеточных объекта, для которых была продемонстрирована РИНГ in vitro до 0,1–0,2 Гр рентгеновского и γ-излучения. Подробно эти работы мы рассмотрим ниже (раздел 2.9), здесь же скажем только, что эффекты выявлены для достаточно аномальных, дефектных или же очень радиочувствительных клеток — линии лимфобластомы TK6 (публикации двух групп исследователей), иммортализованных вирусом папилломы кератиноцитов человека — клеток HPV-G (одна группа авторов — К. Мазерсилл с сотрудниками) и раковых клеток HeLa [РА2, РГ7, РП1, РП5, РП6, РП8], которые нестабильны «натурально», по своей раковой природе [РА1, AC10, AL5] (см. также выше подраздел 2.2), характеризуясь анеуплоидией [РП6]. Последние работы были выполнены группой сотрудников во главе с И.И. Пелевиной.

Ранее, в публикациях [РК12, РК13, РК18, AK26], лабораторное исследование Пелевиной И.И. с соавторами РИНГ на клетках HeLa рассматривалось нами применительно к дозовым закономерностям неточно, поскольку ввели в заблуждение параллельные опыты авторов с экспозицией этих же клеток в загрязненной зоне ЧАЭС [РП1, РП4, РП5, РП6, РП8, РП10] (результаты последних изысканий крайне трудно интерпретировать, если вообще можно научно интерпретировать). Мы сожалеем о своей ошибке, но в оправдание уместно сослаться на все то же сообщение НКДАР по немишенным эффектам радиации (“Non-targeted and delayed effects of exposure to ionizing radiation”) [AU17, AU18]. В этом документе есть упоминания об очень многих исследованиях в области РИНГ, даже о некоторых русскоязычных публикациях (только в версия 2006 и 2009 гг.). Но нет основополагающих для России исследований РИНГ группой И.И. Пелевиной на HeLa и клетках китайского хомячка [РА2, РА4, РГ7, РП1, РП5, РП6, РП7, РП8]. Отсутствует и фамилия Pelevina во всем тексте указанных версий документа НКДАР (отсутствует даже в «et al.»).

Итак, на конец 2004 г. для РИНГ in vitro при малых дозах у нас было три «исключительных» клеточных объекта из порядка сотни работ, сколько же их прибавилось за прошедшие три года исследований по всему миру? JОказывается, к 2007 г. — еще одно. Конкретно же — работа 2007 г. аргентинских авторов на линии ооцитов китайского хомячка (клетки CHO) [AS18]. Как сказано, далее подробно будут рассмотрены все «исключения», но здесь, вновь, следует отметить аномальную радиочувствительность данного объекта: для изученной линии клеток CHO сразу после облучения в дозах 10 и 50 мГр частота микроядер возрастала с 4‰ в необлученном контроле до 11‰ и 9‰ соответственно, т.е., почти в 2–3 раза. Да и уровень аберраций хромосом увеличивался при 10 мГр в четыре раза [AS18]. Если судить по совокупности работ на самых различных линиях клеток, включая фибробласты китайского хомячка и лимфоциты [РЗ1, РЗ2, РК6, РС13, РШ3, AL4, AV5, AW20, AW21], это аномальное повышение частоты микроядер. К тому же известно, что при дозах 10–50 мГр in vitro [РС13, AW20, AW21] и 100 мГр in vivo [РЗ1, РЗ2] по критерию частоты микроядер в различных клетках индуцируется адаптивный ответ, т.е., дозы такого порядка обладают способностью снижать частоту радиационно-индуцированных цитогенетических повреждений.

Поэтому работа аргентинцев, которые зарегистрировали РИНГ при действительно малых дозах, никаким исключением не является: вновь авторы работали с некоей чувствительно клеточной линией.

Дата добавления: 2015-07-20