🔧На сайте запланированы технические работы
25.12.2025 в промежутке с 18:00 до 21:00 по Московскому времени (GMT+3) на сайте будут проводиться плановые технические работы. Возможны перебои с доступом к сайту. Приносим извинения за временные неудобства. Благодарим за понимание!
🔧Site maintenance is scheduled.
Scheduled maintenance will be performed on the site from 6:00 PM to 9:00 PM Moscow time (GMT+3) on December 25, 2025. Site access may be interrupted. We apologize for the inconvenience. Thank you for your understanding!

 

Low Efficiency of DNA Repair in Human Peripheral Blood Lymphocytes Irradiated ex vivo by 14.1 MeV Neutrons

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Purpose: To evaluate the efficiency of DNA repair in human peripheral blood lymphocytes irradiated ex vivo by 14.1 MeV neutrons.

Material and methods: The peripheral blood of three physically healthy male donors aged 28–40 years was used for the study. The peripheral blood was collected in K2EDTA vacutainers (Vacuette). All donors gave their consent to conduct this study. Isolation of lymphocytes was performed by centrifugation in a ficoll-verografin density gradient of 1.077 g/cm3 (Histopaque, Sigma-Aldrich) in accordance with the attached instructions. Cell irradiation was performed at the A.F. Tsyb Medical Radiological Research Center on the NG-14 neutron generator (FSUE VNIIA, Russia), which provided neutron fluxes with an energy of 14.1 MeV, and the gamma-therapeutic device “ROKUS-AM” (JSC Ravenstvo, Russia; cobalt-60, dose rate 0.5 Gy/min) at doses of 0.1, 0.25 and 0.5 Gy. To assess the effectiveness of DNA repair, the DNA comet method was used under alkaline conditions. The study was performed immediately after irradiation and after 15 min of cell incubation in complete culture medium at 37 °C. The tail moment and % DNA in the comet tail were used as a criterion for DNA damage. Statistical significance was assessed using analysis of variance (ANOVA).

Results: It was demonstrated that the efficiency of DNA repair in lymphocytes peripheral blood of a person after exposure to 14.1 MeV neutrons is ~ 4–5 times lower than after exposure to cobalt-60 gamma-radiation. The results obtained indicate that in the case of exposure to 14.1 MeV neutron radiation, the contribution of complex, difficult-to-repair DNA damage is much higher than when exposed to gamma radiation, which determines the high relative biological effectiveness of neutron radiation.

About the authors

Yu. A. Zrilova

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Moscow, Russia

A. K. Chigasova

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center; N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences; Institute of Biochemical Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Moscow, Russia; Moscow, Russia; Moscow, Russia

M. A. Ignatov

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center; N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Moscow, Russia; Moscow, Russia

N. Yu. Vorobyеva

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center; N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Moscow, Russia; Moscow, Russia

A. A. Osipov

N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Moscow, Russia

V. O. Saburov

A.F. Tsyb Medical Radiological Research Center - branch of the National Medical Research Radiological Centre of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Obninsk, Russia

E. I. Kazakov

A.F. Tsyb Medical Radiological Research Center - branch of the National Medical Research Radiological Centre of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Obninsk, Russia

S. N. Koryakin

A.F. Tsyb Medical Radiological Research Center - branch of the National Medical Research Radiological Centre of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Obninsk, Russia

Yu. A. Fedotov

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center; N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Moscow, Russia; Moscow, Russia

A. Yu. Bushmanov

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Moscow, Russia

A. N. Osipov

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center; N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: andreyan.radbio@gmail.com
Moscow, Russia; Moscow, Russia

References

  1. Litvak M.L., Sanin A.B., Mitrofanov I.G., Bakhtin B., Jun I., Martinez-Sierra L.M., et al. Mars Neutron Radiation Environment from HEND/Odyssey and DAN/MSL Observations. Planetary and Space Science. 2020;184. doi: 10.1016/j.pss.2020.104866.
  2. Bartlett D.T., Hager L.G., Tanner R.J., Steele J.D. Measurements of the High Energy Neutron Component of Cosmic Radiation Fields in Aircraft Using Etched Track Dosemeters. Radiation Measurements. 2001;33;3:243-53. doi: 10.1016/s1350-4487(00)00098-6.
  3. Gordon K., Gulidov I., Fatkhudinov T., Koryakin S., Kaprin A. Fast and Furious: Fast Neutron Therapy in Cancer Treatment. International Journal of Particle Therapy. 2022;9;2:59-69. doi: 10.14338/ijpt-22-00017.
  4. Baiocco G., Barbieri S., Babini G., Morini J., Alloni D., Friedland W., et al. The Origin of Neutron Biological Effectiveness as a Function of Energy. Scientific Reports. 2016;6;1. doi: 10.1038/srep34033.
  5. Mikerov V., Barmakov Y.N., Bogolubov E., Ryzhkov V. Portable Neutron Generators of Vniia and Their Applications. Proceedings of International Workshop on Fast Neutron Detectors and Applications – PoS(FNDA2006)2007. doi: 10.22323/1.025.0023
  6. Osipov A., Arkhangelskaya E., Vinokurov A., Smetaninа N., Zhavoronkov A., Klokov D. DNA Comet Giemsa Staining for Conventional Bright-Field Microscopy. International Journal of Molecular Sciences. 2014;15;4:6086-95. doi: 10.3390/ijms15046086.
  7. Osipov A.N., Smetanina N.M., Pustovalova M.V., Arkhangelskaya E., Klokov D. The Formation of DNA Single-Strand Breaks and Alkali-Labile Sites in Human Blood Lymphocytes Exposed to 365-nm UVA Radiation. Free Radical Biology and Medicine. 2014;73:34-40. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2014.04.027.
  8. Osipov A.N., Elakov A.L., Puchkov P.V., Pomerantseva M.D., Ramaiya L.K., Klokov D.Y., et al. The Estimation of Molecular and Cytogenetic Effects in Mice Exposed to Chronic Low Dose-Rate Gamma-Radiation. Russian Journal of Genetics. 2002;38;10:1140-1144. doi: 10.1023/a:1020644619267.
  9. Osipov A.N., Klokov D.Y., Elakov A.L., Rozanova O.M., Zaichkina S.I., Aptikaeva G.F., et al. Comparison In Vivo Study of Genotoxic Action of High- Versus Very Low Dose-Rate γ-Irradiation. Nonlinearity in Biology, Toxicology, Medicine. 2004 Jul;2;3:223-232 doi: 10.1080/15401420490507521.
  10. Grekhova A.K., Gorbacheva L.B., Ivanova N.A., Efimenko I.A., Osipov A.N. Comparative Studies of the Genotoxic Activity of a New Palladium (II) Acidocomplex and Cisplatin in Human Blood Lymphocytes in vitro. Biochemistry (Moscow) Supplement Series B: Biomedical Chemistry. 2013;7;3:226-30. doi: 10.1134/s1990750813030050.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

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».