Ajan Radyopwoteksyon Pou Anpeche Domaj Selilè Akòz Radyasyon Iyonize

Kontakte:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Tyler A. Smith1, Daniel R. Kirkpatrick2, Sean Smith2, Trevor K. Smith3, Tate Pearson4, Aparna Kailasam2, Kortney Z. Herrmann4, Johanna Schubertv2 ak Devendra K. Agrawal2*

D 'medikal te vin tounen yon eleman santral nan dyagnostik medikal modèn. Pandan 10 dènye ane ki sot pase yo, plis itilizasyon radyografi ak tomografi òdinatè (CT) te lakòz yon ogmantasyon korespondan nan ekspoze pasyan an.radyasyon iyonizeogmante konsyantizasyon piblik la sou efè danjere li yo. Malgre diminisyon remakab nan dòz radyasyon ki asosye ak analiz endividyèl, ogmante itilizasyon D 'medikal se yon gwo kontribitè nan ekspoze radyasyon ak patoloji ki asosye ak radyasyon [1, 2]. Etid alontèm sou sivivan bonm atomik Dezyèm Gè Mondyal la nan Japon; sa vle di moun ki gen siyifikatif ekspoze radyasyon, yo te jwenn yon ogmantasyon ensidans tou de lesemi ak kansè solid [1]. Ki baze sou modèl lineyè san papòt la, radyasyon ki gen rapò ak imaj, pandan y ap sètènman mwens dramatik pase yon eksplozyon atomik, ka poze gwo risk ki gen rapò ak radyasyon. Risk ki asosye ak ekspoze radyasyon yo konnen yo pi pwononse nan pasyan ki pi piti yo. Reyalite sa a demontre pa ogmante prévalence de lesemi ak timè solid nan mitan sivivan bonm atomik pedyat yo konpare ak moun ki te sibi menm ekspoze a radyasyon nan yon laj ki pi gran [1]. Gilbert et al. [2] te montre yon relasyon ki depann de dòz ant ekspoze radyasyon ak lesemi, kansè nan tete, kansè tiwoyid, ak lòt timè solid. Radyasyon iyonize gen efè delete imedyat, mezirab sou selil yo, ki gen ladan ogmante espès oksijèn reyaktif (ROS), jenerasyon kase ADN yon sèl-selon (SSB), ak repo ADN doub-chan (DSB).

sistanchkapabanti-radyasyon

Plizyè otè te pwopoze itilize yon varyete ajan pou moduler domaj selilè ki asosye akekspoze radyasyon. Li postule, pou egzanp, ke antioksidan oswa konpoze glutatyon-eleve ka kapab diminye domaj ADN, teyorikman diminye kanserojèn apre radyasyon [4, 5]. Malgre ke anpil etid yo te demontre benefis potansyèl pou yon varyete de konpoze radyo-pwoteksyon ajan yo pa regilyèman administre bay pasyan yo anvan oswa apre D 'medikal [6]. Objektif revizyon sa a se pou rezime ak kritik evalye rezilta yo te pibliye dènyèman nan literati ki te envestige itilizasyon ajan radyo-pwoteksyon pou evite domaj selil ki asosye ak radyasyon.

Radyasyon iyonizese lajman ki itilize nan dyagnostik medikal, terapi ki gen rapò ak kansè, e li gen plis aplikasyon endistriyèl [7]. Danje li te ye ki asosye ak ekspoze moun nan radyasyon ionize gen ladan endiksyon lanmò selilè, mitasyon jenetik, ak kanserojèn [7]. Anplis efè selilè dirèk, ekspoze radyasyon kapab tou domaje selil yo atravè jenerasyon espès oksijèn reyaktif (sa vle di oksijene idwojèn, idroperoksid lipid, supèroksid, idroksid, idr, ak peroksinitrit). Espès oksijèn reyaktif (ROS) yo fòme lè radyasyon iyonize absòbe ti molekil, prensipalman dlo, ki antoure bio-macromolecules selilè. ROS sa yo reyaji ak kontni selilè, ki gen ladan ADN ak pwoteyin [7].

Selil la reponn a ogmante konsantrasyon nan radikal gratis pa jenere antioksidan natirèl (ki gen ladan superoksid dismutase, glutatyon, katalaz) ki ka minimize oswa elimine domaj radikal gratis pwovoke nan estrikti selilè. Glutathione peroksidaz prensipalman katalize konvèsyon iyon idroksid nan dlo. Superoxide dismutase konvèti superoksid nan oksijene idwojèn, ki Lè sa a, konvèti nan oksijèn ak dlo pa katalaz. Superoxide dismutase egziste nan plizyè izofòm diferan, chak nan yo espesyalize nan zòn espesifik nan selil la [8]. Lè yo ekspoze a ogmante nivo radyasyon iyonize, selil la ogmante ekspresyon anzim antioksidan [8]. Lè, sepandan, nivo a nan ROS akable defans selilè sa yo, selil la pral soutni domaj (nan yon fason ki depann de dòz) ki ka mennen nan kanserojèn, teratogenesis, nekwoz, oswa apoptoz.

Yo te pwopoze administrasyon ajan radyo-pwoteksyon kòm yon fason pou diminyeefè delete ki gen rapò ak radyasyon sou selil yo. Antioksidan gen potansyèl pou yo aji kòm scavengers radikal gratis, epi konsa diminye kèk domaj ADN ki te koze pa radyasyon ionize [4, 7, 9, 10]. Teyorikman, entèvansyon sa a ta pèmèt defans selilè yo kenbe vitès ak radikal yo gratis ki te pwodwi pa ekspoze radyasyon (asepte nivo a nan intraselilè nan antioksidan se ase nan moman an nan ekspoze radyasyon). Konpoze radyoprotektif yo ka siprime fòmasyon radikal gratis, retire radikal gratis, pwovoke pwodiksyon natirèl radyoprotektè (tankou superoksid dismutase, glutatyon peroksidaz, ak katalaz), amelyore reparasyon ADN, diminye repons enflamatwa apre radyasyon an, oswa menm retade divizyon selilè ki pèmèt plis tan pou selil pou repare oswa sibi apoptoz [10] (Tablo 1). Malgre ke sibstans radyo-pwotektif yo te montre yo efikas nan diminye efè segondè yo nan terapi radyasyon, pa gen kounye a pa gen okenn radyo-pwotektè yo itilize nan radyoloji dyagnostik.

Pou rezime kandida ki egziste deja pou radyoprotektè klinik, nou te fè yon revizyon literati lè l sèvi avèk yon rechèch Pubmed/MEDLINE ak fraz kle ki gen ladan: "antioksidan nan imaj medikal", "antioksidan nan radyoterapi", "antioksidanradyasyon", "ajan radyo-pwotektif", "radyoterapi radyo-pwotektif", "radyopwoteksyon D' medikal", ak "radyopwoteksyon." Pou yo ka enkli, atik yo te oblije revize parèg yo atik rechèch prensipal ki te pibliye nan 10 ane ki sot pase yo ki te mennen ankèt sou youn oswa plis sibstans kòm ajan radyo-pwoteksyon potansyèl.Atik sa a reprezante yon rezime ak analiz kritik nan atik yo chwazi yo mennen ankèt sou radyo-pwoteksyon.Anplis, atik sa a rezime konklizyon kle ki gen rapò ak kesyon klinik sa a: èske radyo-pwotektè yo ka itilize nan imaj dyagnostik pou diminye domaj ADN?

Konklizyon nan etid in vitro- In vitro: lenfosit imen

Preponderans nan literati a sou ajan radyo-pwotektif soti nan etidye lenfosit imen an vitro anvan ak apre ekspoze a.radyasyon. Okazyonèlman, sa a gen ladan pran echantiyon san nan pasyan apre yo fin sibi D nan klinik. Anjeneral, syans sa yo quantifier radyasyon-induit doub-chachen ADN repo (DSBs) atravè -H2AX foyers (H2AX). Pou egzanp, Brand et al. [9] te montre ke plizyè antioksidan, si yo administre anvan ekspoze san moun nan radyasyon, ta ka diminye ensidans la nan DSB nan lenfosit. Sa ki enpòtan, N-acetyl cysteine ​​(NAC) ak vitamin C bese DSB pa 43 ak 25 pousan respektivman, ki te siyifikativman plis pase nenpòt nan lòt ajan yo etidye [9]. Enteresan, malgre ajan endividyèl yo te montre pwomès kòm radyo-pwoteksyon, okenn nan konbinezon otè yo teste pa te montre yon efè aditif lè plizyè ajan yo te itilize ansanm [9]. Etid sa a sipòte itilize antioksidan, patikilyèman NAC ak vitamin C analòg, pou anpeche domaj ADN ki asosye ak radyasyon. Tankou Brand et al. [9], Kuefner et al. [11] fè yon etid ki mennen ankèt sou efè yon melanj de antioksidan (ascorbate kalsyòm, d-alpha-tocopheryl succinate, karotenoid, NAC, R- -asid lipoik, l-selenomethionine) sou lenfosit in vitro imen. Kuefner et al. [11] te fè sa nan de fason: premye, lenfosit vitro yo te trete ak antioksidan, Lè sa a, iradyasyon. Dezyèmman, echantiyon san yo te jwenn 15, 30, 60 min, 2, 3, 5 èdtan apre enjèstyon yon grenn ki gen antioksidan etid yo, Lè sa a, lenfosit yo te iradyasyon. Pandan ke yo te administre antioksidan apre iradyasyon pa te mennen nan yon rediksyon nan DSBs, pretreatman ak antioksidan te lakòz rediksyon enpòtan nan DSBs, ak yon rediksyon 23 pousan apre 15 min ak yon rediksyon 58 pousan si yo te administre 60 minit anvan iradyasyon [11]. Etid sa a te gen valè nan klinik paske ekspoze a radyasyon eksperimantal te konparab ak sa yo te resevwa pandan yon eskanè CT. Nan yon lòt etid, NAC ak vitamin C yo tou de te administre imedyatman anvan ak apre pasyan yo te ekspoze a radyografi. Lè sa a, yo te trase san pasyan an epi yo te mezire DSB nan lenfosit. Tou de vitamin C ak NAC yo te jwenn diminye DSBs, jan H2AX mezire, konpare ak kontwòl [12]. Nan chak etid sa yo, NAC siyifikativman diminye domaj ADN ki gen rapò ak radyasyon nan lenfosit imen.

Yon etid enpòtan pa Reliene et al. [13] te gade efè NAC nan modèl imen, murin ak ledven. Pandan ke etid sa a te jwenn ke NAC redwi fokis H2AX (yon ranplasan pou DSBs), li te tou te note ke siviv koloni selilè pa te chanje nan ledven ak lenfosit imen. Nan lòt mo, pandan ke NAC diminye domaj ADN, li pa nesesèman anpeche apoptoz oswa nekwoz. Konklizyon sa a ka gen enplikasyon potansyèl enpòtan: NAC ka diminye ensidans domaj ADN san yo pa entèfere ak lanmò nan objektif nan selil kansè oswa pre-kansè [13]. Kapasite NAC yo pou diminye oswa evite domaj ADN san yo pa pwoteje selil yo kont apoptoz ka ogmante valè klinik li yo (parapò ak lòt antioksidan).

Lòt etid yo te konsantre espesyalman sou vitamin C ak dérivés li yo. Nan yon etid 2014, Xiao et al. [3] te ekspoze lenfosit imen nan radyasyon apre yo fin plake pou 3 èdtan ak konsantrasyon diferan nan youn nan de dérivés vitamin C: 6-O-palmitoyl ascorbate (PlmtVC) oswa asid l-ascorbic (l-AA). Kòm yon ajan radyo-pwoteksyon, PlmtVC depase l-AA, ki montre ke se pa tout dérivés vitamin C ki egalman efikas kòm antioksidan [3]. PlmtVC siyifikativman diminye peroksidasyon lipid ak karbonilation pwoteyin konpare ak kontwòl pandan y ap ogmante glutatyon andojèn [3]. PlmtVC tou siyifikativman redwi kantite total DSB yo konpare ak swa kontwòl oswa l-AA [3]. Pandan ke kèk etid yo te montre vitamin C gen aktivite radyo-pwoteksyon, lòt etid yo te montre vitamin C nan potansyedomaj radyasyon pwovoke[14–16]. Dikotomi sa a fè vitamin C yon ajan kontwovèsyal pou itilizasyon klinik kòm yon radyoprotektant. Malgre ke vitamin C ak NAC te montre rezilta pwomèt, yon foul moun lòt ajan yo te etidye lè l sèvi avèk lenfosit imen an vitro. Alcaraz et al. [17] te fè yon etid pou evalye 10 diferan konpoze antioksidan (asid kanosik, ekstrè te vèt, apigenin, diosmin, asid rosmarinic, asid l-ascorbic, δ-tokoferol, rutin, amifostine, dimethylsulphoxide) kòm kandida pou radyoprotektè kont domaj kwomozòm ki te koze. pa radyasyon ionize (ak DSMO kòm kontwòl la ak machin). Lè yo konpare ak kontwòl iradyasyon, tout konpoze yo te montre yon diminisyon nan domaj ADN, ak pi gwo efè yo wè nan asid rosmarinic, asid karnosik, δ-tokoferol (vitamin E), ak apigenin [17]. Ajan mwens efikas yo enkli asid l-ascorbic, amifostine, ekstrè te vèt, rutin, ak diosmin [17]. Menm modèl sa a te wè tou an tèm de grandè radyopwoteksyon ajan sa yo bay [17].

Arivalagan et al. [18] envestige carvacrol (CVC) kòm yon ajan radyo-pwoteksyon potansyèl akòz sekirite li pou konsomasyon (li se yon aditif manje komen), anti-enflamatwa, ak pwopriyete antioksidan. Nan etid sa a, yo te kolekte lenfosit nan men moun ki an sante epi yo te trete yo ak DMSO oswa CVC anvan radyasyon. Se pa etonan, kòmradyasyondòz ogmante siviv selil diminye ak domaj ADN ogmante nan gwoup kontwòl yo [18]. Lenfosit pretrete ak CVC te fè eksperyans yon ogmantasyon estatistik siyifikatif nan dòz letal radyasyon yo te kapab tolere konpare ak kontwòl yo. Lenfosit ki trete CVC te montre tou yon diminisyon enpòtan nan domaj ADN kòm byen ke diminye peroksidasyon lipid ak apoptoz [18]. CVC parèt diminye domaj radikal gratis nan de fason: kòm yon antioksidan ak kòm yon scavenger radikal gratis [18]. CVC kenbe pwomès kòm yon ajan radyo-pwoteksyon ak kèk efè segondè oswa toksisite.

Glikozid fenolik, ki rive natirèlman nan plant yo, yo te montre tou gen pwopriyete antioksidan [19]. Materska et al. [19] te envestige plizyè glikozid fenolik: sinapoyl-E-glucoside (sEg), quercetin-3-O-rhamnoside-7-O-glucoside (q3Or7Og), quercetin-3-O-rhamnoside ( q3Ou) ak luteolin-7-O-({2- apiosyl)-glukozid (l7O2ag). Otè yo te itilize lenfosit imen yo te jwenn nan donatè moun ki an sante, epi yo te ekspoze yo nan youn nan glikozid fenolik yo anvan iradyasyon ak radyografi. Chèchè yo te jwenn ke q3Or te montre efè radyo-pwoteksyon ki pi wo a, ak yon rediksyon 50 pousan nan domaj ADN konpare ak kontwòl. Sa ki enpòtan, nan etid sa a, sibstans sa yo pa t montre okenn efè toksik kont lenfosit imen [19]. Glikozid fenolik yo te note tou ki gen ekselan aktivite antiradikal [19]. Nan etid sa a, konpoze ki gen pi gwo kapasite sipèoksid radikal tou demontre pi bon efè radyo-pwoteksyon [19]. Efè radyo-pwoteksyon lòt glikozid fenolik ki gen ladan kinik ak asid klorojenik yo te etidye tou sou lenfosit imen an vitro. Nan yon etid, lenfosit yo te ekspoze a diferan dòzradyasyon radyografiak trete ak diferan konsantrasyon nan swa kinik asid, asid klorojenik, oswa kontwòl simulation. Etid sa a te jwenn ke lenfosit pretrete ak tou de asid kinik ak asid klorojenik anvan iradyasyon te gen diminisyon enpòtan nan domaj ADN jan yo mezire pa endèks la domaj jenetik [20]. Nan ka asid chlorogenic, sepandan, pa te gen okenn chanjman enpòtan nan endèks la domaj jenetik nan ranje dòz radyasyon radyografi ki pi ba yo [20]. Asid kinik tou diminye pousantaj selil ki andomaje pa radyasyon [20]. Kantiteman, yo te kalkile grandè pwoteksyon (ki baze sou endèks domaj jenetik la) 5.99-53.57 pousan pou asid kinik ak 4.49-48.15 pousan pou asid klorojèn [20]. Efikasite radyo-pwoteksyon asid kinik ak asid klorojèn sanble konparab ak lòt fitochimik fenolik tankou kurkumin, asid kafeyik, hesperidin, vaniy, ak resveratrol [20]. Efè yo obsève nan tou de asid kinik ak asid klorojenik ka gen rapò ak gwoup idroksil vicinal sou yon rezidi aromat ki ka genyen anti-mutagenik, anti-kanserojèn, ak efè antioksidan nan vitro [20].

Asid Cinnamic se yon sibstans fenolik jwenn nan lwil kannèl e li te montre yo gen pwopriyete antioksidan. Cinkilic et al. [21] te envestige efè radyo-pwoteksyon asid cinnamic kont enstabilite jenomik X-ray pwovoke nan lenfosit imen. Yo te jwenn ke lenfosit ki trete asid cinnamic te gen yon diminisyon enpòtan nan DSB ADN (ranje ant 16 a 55 pousan rediksyon) konpare ak kontwòl [21]. Pretretman ak asid cinnamic tou redwi total domaj jenetik [21]. Asid Cinnamic pou kont li pa te ogmante DSB oswa lòt domaj ADN, sijere ke li pa genotoksik [21]. Otè yo te jwenn ke asid cinnamic diminye domaj ADN pwovoke pa iradyasyon ak reyon X lè yo diminye nivo entraselilè ROS atravè pwopriyete gratis-radikal li yo [21]. Kòm yon gwoup, glikozid fenolik gen ladan anpil ajan ki montre potansyèl pou diminyedomaj ADN ki asosye ak radyasyon.