The Comet Assay Did Not Reveal a Decrease in DNA Damage to Lymphocytes when Exposed to X-Ray Radiation under the Action of Na-Cu-chlorophyllin

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The search for effective but non-toxic radioprotective agents remains the main task of radiobiology. Accor-ding to a number of reports, these may include preparations based on chlorophyll, in particular, chlorophyllin – a water-soluble product of its saponification. Since many researchers assign DNA damage a key role in the development of negative consequences of ionizing radiation, we conducted an experiment on X-ray irradiation of a suspension of lymphocytes in solutions of sodium-copper chlorophyllin in the concentration range of 5–100 micromoles. During it, using an alkaline modification of the gel electrophoresis method of individual cells, we found no significant differences in the DNA content in the tail and the tail moment of the DNA comets of irradiated lymphocytes incubated in chlorophyllin, compared with only irradiated cells. We explain this result by the fact that, most likely, chlorophyllin does not pass into the cell nuclei. And therefore it cannot show its antioxidant role in them.

作者简介

L. Romodin

State Scientific Center of the Russian Federation – Federal Medical Biophysical Center Named after A.I. Burnazyan of the FMBA of Russia

编辑信件的主要联系方式.
Email: fmbc@fmbamail.ru
Russia, Moscow

M. Ignatov

State Scientific Center of the Russian Federation – Federal Medical Biophysical Center Named after A.I. Burnazyan of the FMBA of Russia

Email: fmbc@fmbamail.ru
Russia, Moscow

参考

  1. Иванов И.М., Никифоров А.С., Юдин М.А. и др. Перспективы ингаляционной доставки медицинских средств защиты при радиационных поражениях // Радиац. биология. Радиоэкология. 2020. Т. 60. № 2. С. 175–188. [Ivanov I.M., Nikiforov A.S., Yudin M.A. et al. Prospects for inhalation delivery of medical protectors in radiation damage // Radiation biology. Radioecology. 2020. V. 60. № 2. P. 175–188. (In Russ.)]. https://doi.org/10.31857/S0869803120020058
  2. Naik G.H., Priyadarsini K.I., Naik D.B. et al. Studies on the aqueous extract of Terminalia chebula as a potent antioxidant and a probable radioprotector // Phytomedicine: Int. J. Phytotherap. Phytopharmacol. 2004. V. 11. № 6. P. 530–538. https://doi.org/10.1016/j.phymed.2003.08.001
  3. Metodiewa D., Kochman A., Karolczak S. Evidence for antiradical and antioxidant properties of four biologically active N,N-diethylaminoethyl ethers of flavanone oximes: a comparison with natural polyphenolic flavonoid (rutin) action // Biochem. Mol. Biol. Int. 1997. V. 41. № 5. P. 1067–1075. https://doi.org/10.1080/15216549700202141
  4. Narra V.R., Harapanhalli R.S., Howell R.W. et al. Vitamins as radioprotectors in vivo. I. Protection by vitamin C against internal radionuclides in mouse testes: implications to the mechanism of damage caused by the Auger effect // Radiat. Res. 1994. V. 137. № 3. P. 394–399.
  5. Harapanhalli R.S., Narra V.R., Yaghmai V. et al. Vitamins as radioprotectors in vivo. II. Protection by vitamin A and soybean oil against radiation damage caused by internal radionuclides // Radiat. Res. 1994. V. 139. № 1. P. 115–122.
  6. Liang P.S., Haff R.P., Ovchinnikova I. et al. Curcumin and Quercetin as Potential Radioprotectors and/or Radiosensitizers for X-ray-based Sterilization of Male Navel Orangeworm Larvae // Sci. Rep. 2019. V. 9. № 1. P. 2016. https://doi.org/10.1038/s41598-019-38769-3
  7. Shivappa P., Bernhardt G.V. Natural Radioprotectors on Current and Future Perspectives: A Mini-Review // J. Pharm. & Bioall. Sci. 2022. V. 14. № 2. P. 57–71. https://doi.org/10.4103/jpbs.jpbs_502_21
  8. Томусяк М.В., Соколов И.Р., Горюнов М.А., Колесников А.С. Потенциал применения растений в препаратах-радиопротекторах // Интернаука. 2022. № 11-1. № 234. С. 11–14. [Tomusyak M., Sokolov I., Goryunov M., Kolesnikov A. Potential of application of plants in radioprotective drugs // Internauka. 2022. V. 11–1. № 234. P. 11–14. (In Russ.)]
  9. Софронов Г.А., Мурзина Е.В., Аксенова Н.В. и др. Перспективы изучения эффективности бета-D-глюканов в качестве противолучевых средств // Изв. Рос. воен.-мед. академии. 2020. № 39. № S3-3. С. 193–198. [Sofronov G.A., Murzina E.V., Aksenova N.V. et al. Study perspectives of the effectiveness of beta-D-glucans as an antiradiation agents // Russian Military Medical Academy Reports. 2020. V. 39. № S3–3. P. 193–198. (In Russ.)]
  10. Воронцова З.А., Иванов А.А., Никитюк Д.Б., Аванесова А.А. Некоторые морфоклинические доказательства радиопротективного характера меланинов (обзор литературы) // Вестн. новых медицинских технологий. Электронное издание. 2016. № 4. С. 295–302. [Vorontsova Z.A., Ivanov A.A., Nikityuk D.B. Some morphoclinical evidence about radioprotective melanin character (literature report) // Journal of New Medical Technologies, eEdition. 2016. V. 4. P. 295–302. (In Russ.)]. https://doi.org/10.12737/22219
  11. Попова Н.Р., Гудков С.В., Брусков В.И. Природные пуриновые соединения как радиозащитные средства // Радиац. биология. Радиоэкология. 2014. Т. 54. № 1. С. 38–49. [Popova N.R., Gudkov S.V., Bruskov V.I. Natural Purine Compounds as Radioprotective Agents // Radiacionnaya biologiya. Radio-ekologiya. 2014. V. 54. № 1. P. 38–49. (In Russ.)]. https://doi.org/10.7868/S0869803114010135
  12. Рождественский Л.М. Проблемы разработки отечественных противолучевых средств в кризисный период: Поиск актуальных направлений развития // Радиац. биология. Радиоэкология. 2020. Т. 60. № 3. С. 279–290. [Rozhdestvensky L.M. Difficulties in radiation counter measure preparations deve-lopment in russiain crysis period: actual approaches searchin // Radiacionnaya biologiya. Radioekologiya. 2020. V. 60. № 3. P. 279–290. (In Russ.)]. https://doi.org/10.31857/S086980312003011X
  13. Поздеев А.В., Гугало В.П. Влияние препарата хлорофилла на содержание малонового диальдегида при радиационной патологии // Вестн. Курской гос. сельскохозяйственной академии. 2012. № 2. С. 107–109. [Pozdeev A.V., Gugalo V.P. Vliyanie preparata hlorofilla na soderzhanie malonovogo dial’degida pri radiacionnoj patologii // Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj sel’skohozyajstvennoj akademii. 2012. V. 2. P. 107–109. (In Russ.)]
  14. Поздеев А.В., Лысенко Н.П. Повышение радиационной устойчивости организма млекопитающих при применении препаратов хлорофилла в условиях радиоактивного загрязнения окружающей среды // Изв. Междунар. академии аграрного образования. 2018. Вып. 42. Т. 2. С. 60–62. [Pozdeev A.V., Lysenko N.P. increase in radiation stability of an orga-nism mammals at use of medicines of a chlorophyll in the conditions of radioactive environmental pollution // Izvestiya Mezhdunarodnoj akademii agrarnogo obrazovaniya. 2018. V. 42. № 2. P. 60–62. (In Russ.)]
  15. Поздеев А.В., Промоненков В.К., Лысенко Н.П. Применение растительного пигмента в качестве ингибитора электронно-возбужденных состояний // Вет. медицина. 2010. № 2010–1. С. 42–43. [Pozdeev A.V., Promonenkov V.K., Lysenko N.P. Application of the vege-tative pigment in quality retarding agent at set states of electron // Veterinarnaya medicina. 2010. V. 2010-1. P. 42–43. (In Russ.)]
  16. Morales-Ramirez P., Mendiola-Cruz M.T. In vivo radioprotective effect of chlorophyllin on sister chromatid exchange induction in murine spermatogonial cells // Mutat. Res. 1995. V. 344. № 1–2. P. 73–78. https://doi.org/10.1016/0165-1218(95)90041-1
  17. Morales-Ramirez P., Garcia-Rodriguez M.C. In vivo effect of chlorophyllin on gamma-ray-induced sister chromatid exchange in murine bone marrow cells // Mutat. Res. 1994. V. 320. № 4. P. 329–334. https://doi.org/10.1016/0165-1218(94)90085-x
  18. Kumar S.S., Shankar B., Sainis K.B. Effect of chlorophyllin against oxidative stress in splenic lymphocytes in vitro and in vivo // Biochimica et Biophysica Acta. 2004. V. 1672. № 2. P. 100–111. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2004.03.002
  19. Ромодин Л.А. Угнетение хлорофиллином хемилюминесценции, сопровождающей катализируемую комплексом цитохрома c с кардиолипином квазилипоксигеназную реакцию // Изв. Саратовского ун-та. Новая серия. Сер. Химия. Биология. Экология. 2020. Т. 20. № 4. С. 427–432. [Romodin LA. Chlorophyllin inhibits chemiluminescence that accompanies a quasi-hypoxygenase reaction catalyzed by the cytochrome c-cardiolipin complex // Izvestiya of Saratov University. Chemistry. Biology. Ecology. 2020. V. 20. № 4. P. 427–432. (In Russ.)]. https://doi.org/10.18500/1816-9775-2020-20-4-427-432
  20. Кабакчи С.А., Архипов О.П., Лукашенко М.Л. Особенности радиолиза воды и водных растворов H2 и O2 при действии смешанного n,γ-излучения с высокой долей нейтронного компонента // Химия высоких энергий. 2013. Т. 47. № 4. С. 251–255. [Kabakchi S.A., Lukashenko M.L., Arkhipov O.P. Specific features of the radiolysis of water and aqueous solutions of H2 and O2 by mixed n,γ-radiation with a high portion of the neutron component // High Energy Chemistry. 2013. V. 47. № 4. P. 147–151]. https://doi.org/10.7868/S002311971304008X
  21. Блохина Т.М., Иванов А.А., Воробьева Н.Ю. и др. Повреждение ДНК спленоцитов мышей при воздействии вторичного излучения, формирующегося при прохождении пучка 650 МэВ протонов через бетонную преграду // Бюл. эксперим. биологии и медицины. 2022. Т. 174. № 8. С. 154–159. [Blokhina T.M., Ivanov A.A., Vorobyeva N.Y., et al. DNA damage in splenocytes of mice exposed to se-condary radiation created by 650 MeV protons bombarding a concrete shielding barrier // Bull. Experim. Biology and Medicine. 2022. V. 174. № 2. P. 194–198]. https://doi.org/10.47056/0365-9615-2022-174-8-154-159
  22. Wei J., Wang B., Wang H., et al. Radiation-Induced Normal Tissue Damage: Oxidative Stress and Epigenetic Mechanisms // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2019. V. 2019. P. 3010342. https://doi.org/10.1155/2019/3010342
  23. Henriquez-Hernandez L.A., Bordon E., Pinar B., et al. Prediction of normal tissue toxicity as part of the individualized treatment with radiotherapy in oncology patients // Surgical oncol. 2012. V. 21. № 3. P. 201–206. https://doi.org/10.1016/j.suronc.2011.12.002
  24. Chadwick K.H., Leenhouts H.P. Radiation risk is linear with dose at low doses // Brit. J. Radiol. 2005. V. 78. № 925. P. 8–10. https://doi.org/10.1259/bjr/51173413
  25. Osipov A.N., Smetanina N.M., Pustovalova M.V., et al. The formation of DNA single-strand breaks and alkali-labile sites in human blood lymphocytes exposed to 365-nm UVA radiation // Free Radical Biology & Medicine. 2014. V. 73. P. 34–40. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2014.04.027
  26. Korzeneva I.B., Kostuyk S.V., Ershova L.S., et al. Human circulating plasma DNA significantly decreases while lymphocyte DNA damage increases under chronic occupational exposure to low-dose gamma-neutron and tritium beta-radiation // Mutat. Res. 2015. V. 779. P. 1. P. 15. https://doi.org/10.1016/j.mrfmmm.2015.05.004
  27. Olive P.L., Banath J.P., Durand R.E. Heterogeneity in radiation-induced DNA damage and repair in tumor and normal cells measured using the “comet” assay // Radiat. Res. 1990. V. 122. № 1. P. 86–94 // Methods In Molecular Biology. 2023. V. 2519. P. 65–72. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2433-3_7
  28. Walsh K.D., Kato T.A. Alkaline Comet Assay to Detect DNA Damage // Methods in molecular biology. 2023. № 2519. Р. 65–72. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2433-3_7
  29. Cooper C.R., Jones D.J.L., Jones G.D.D., Petersson K. Comet Assay Profiling of FLASH-Induced Damage: Mechanistic Insights into the Effects of FLASH Irradiation // Int. J. Molec. Sci. 2023. V. 24. № 8. P. 7195. https://doi.org/10.3390/ijms24087195
  30. Dirven Y., Eide D.M., Henriksson E.W. et al. Assessing testicular germ cell DNA damage in the comet assay; introduction of a proof-of-concept // Environ. Molec. Mutagen. 2023. V. 64. № 2. P. 88–104. https://doi.org/10.1002/em.22527
  31. Effat Saied N., Elmazny G.M., El-Helaly R.M. et al. Utility of comet assay of DNA damage in the detection of malignant transformation of chronic liver cirrhosis // Scand. J. Clin. Lab. Investig. 2023. V. 83. № 3. P. 145–151. https://doi.org/10.1080/00365513.2023.2175327
  32. Tung G.K., Gandhi G. Baseline and oxidatively damaged DNA in end-stage renal disease patients on varied hemodialysis regimens: a comet assay assessment // Molec. Cell. Biochem. 2023;Online ahead of print. https://doi.org/10.1007/s11010-023-04720-4
  33. Unverricht-Yeboah M., Holtmann K., Kriehuber R. Comet Assay analysis of DNA strand breaks after exposure to the DNA-incorporated Auger Electron Emitter Iodine-125 // Int. J. Radiat. Biol. 2023. V. 99. № 1. P. 64–69. https://doi.org/10.1080/09553002.2020.1851059
  34. Goldoni A., Pacheco M.R., da Silva L.B. Comet assay in Aegla platensis (Decapoda: Anomura) using a non-lethal hemolymph field sampling for in situ monitoring of freshwater genotoxicity // Ecotoxicol. 2023. V. 32. № 2. P. 160–165. https://doi.org/10.1007/s10646-023-02627-w
  35. Hasanovic M., Cetkovic T., Pourrut B., et al. Air pollution in Sarajevo, Bosnia and Herzegovina, assessed by plant comet assay // Mutagenesis. 2023. V. 38. № 1. P. 43–50. https://doi.org/10.1093/mutage/geac022
  36. Karbaschi M., Ji Y., Mujawar M.A., Mendoza M. et al. Development of a Novel, Automated High-Throughput Device for Performing the Comet Assay // Int. J. Molec. Sci. 2023. V. 24. № 8. P. 7187. https://doi.org/10.3390/ijms24087187
  37. Moller P., Azqueta A., Boutet-Robinet E., et al. Minimum Information for Reporting on the Comet Assay (MIRCA): recommendations for describing comet assay procedures and results // Nature Protocols. 2020. V. 15. № 12. P. 3817–3826. https://doi.org/10.1038/s41596-020-0398-1
  38. Azqueta A., Ladeira C., Giovannelli L. et al. Application of the comet assay in human biomonitoring: An hCOMET perspective // Mutat. Res. Reviews in Mutation research. 2020. V. 783. P. 108288. https://doi.org/10.1016/j.mrrev.2019.108288
  39. Сирота Н.П., Кузнецова Е.А. Применение метода “Комета тест” в радиобиологических исследованиях // Радиац. биология. Радиоэкология. 2010. Т. 50. № 3. С. 329–339. [Sirota N.P., Kuznecova E.A. The Comet Assay Application in Radiobiological Investigations // Radiacionnaya biologiya. Radioekologiya. 2010. V. 50. № 3. P. 329–339. (In Russ.)]
  40. Мельниченко А.С. Математическая статистика и анализ данных: Учебное пособие. М.: Изд. дом НИТУ “МИСиС”, 2018, 45 с. [Mel’nichenko A.S. Matematicheskaya statistika i analiz dannyh: Uchebnoe posobie. M.: Izdatel’skij dom NITU “MISiS”, 2018, 45 p. (In Russ.)]
  41. Abraham S.K., Sarma L., Kesavan P.C. Role of chlorophyllin as an in vivo anticlastogen: protection against gamma-radiation and chemical clastogens // Mutat. Res. 1994. V. 322. № 3. P. 209–212. https://doi.org/10.1016/0165-1218(94)90008-6
  42. Zimmering S., Olvera O., Hernandez M.E. et al. Evidence for a radioprotective effect of chlorophyllin in Drosophila // Mutat. Res. 1990. V. 245. № 1. P. 47–49. https://doi.org/10.1016/0165-7992(90)90024-e
  43. Lett J.T. Damage to cellular DNA from particulate radiations, the efficacy of its processing and the radiosensitivity of mammalian cells. Emphasis on DNA double strand breaks and chromatin breaks // Radiat. Environ. Biophys. 1992. V. 31. № 4. P. 257–277. https://doi.org/10.1007/BF01210207
  44. Peak M.J., Peak J.G. Hydroxyl radical quenching agents protect against DNA breakage caused by both 365-nm UVA and by gamma radiation // Photochem. Photobiol. 1990. V. 51. № 6. P. 649–652.
  45. Peak J.G., Ito T., Robb F.T., Peak M.J. DNA damage produced by exposure of supercoiled plasmid DNA to high- and low-LET ionizing radiation: effects of hydroxyl radical quenchers // Int. j. Radiat. Biol. 1995. V. 67. № 1. P. 1–6. https://doi.org/10.1080/09553009514550011
  46. Векшин Н.Л. Биофизика митохондрий. Пущино: ООО “Фотон век”, 2019. 264 с. [Vekshin NL. Biofizika mitohondrij. Pushchino: OOO “Foton vek”; 2019. 264 p. (In Russ.)]

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2.

下载 (53KB)
索引源数据

版权所有 © Л.А. Ромодин, М.А. Игнатов, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».