Comparative Study of Changes in the γh2AX and 53BP1 Foci Number in Human Mesenchymal Stromale Cells Incubated with 3h-thymidine or Tritiated Water

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Purpose: Comparative study of changes in the number of foci of DNA (DSB) marker proteins (γH2AX and 53BP1) in human mesenchymal stromal cells (MSCs) incubated with 3H-thymidine or HTO for 24, 48, and 72 h.

Material and methods: We used the primary culture of human MSCs of passage 5–6, obtained from the collection of LLC “BioloT” (Russia). A sterile solution of 3H-thymidine or HTO with a specific activity of 100 to 400 MBq/l was added to the nutrient medium and incubated under standard conditions of a CO2 incubator for 24, 48, and 72 hours. To quantify γH2AX foci and the proportion of proliferating cells using antibodies to γH2AX, 53BP1 and Ki67 (a marker protein for cell proliferation), were used, respectively. Statistical analysis of the obtained data was carried out using the statistical software package Statistica 8.0 (StatSoft). To assess the significance of differences between samples, Student’s t-test was used.

Results: Incubation of MSCs with 3H-thymidine with a specific radioactivity of 100-400 MBq/l in the first 24 hours leads to a dose-dependent increase in the number of γH2AX and 53BP1 foci. With a further increase in the incubation time to 48 h and 72 h, a saturation effect is observed ‒ the number of foci reaches a plateau. A statistically significant increase in the number of γH2AX and 53BP1 foci in MSCs incubated with HTO was observed only in actively proliferating cells during the first 24 h of incubation in a medium with specific radioactivity of 300 and 400 MBq/l, after which, with a decrease in proliferative activity, it decreased to control values. Calculations made on the basis of the results of a quantitative analysis of γH2AX and 53BP1 foci after 24 h of incubation of MSCs with tritium compounds obtained in the course of the work show, that under the influence of 3H-thymidine ~ 6 times more DNA double-strand breaks are induced than under the influence of HTO.

Авторлар туралы

N. Vorobyeva

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

Email: nuv.rad@mail.ru
Moscow; Moscow

A. Osipov

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

Email: nuv.rad@mail.ru
Moscow

A. Chigasova

Institute of Biochemical Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: nuv.rad@mail.ru
Moscow

M. Pustovalova

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center; Moscow Institute of Physics and Technology

Email: nuv.rad@mail.ru
Moscow; Dolgoprudny, Moscow region

D. Kabanov

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: nuv.rad@mail.ru
Moscow

V. Barchukov

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: nuv.rad@mail.ru
Moscow

O. Kochetkov

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: nuv.rad@mail.ru
Moscow

A. Osipov

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

Email: nuv.rad@mail.ru
Moscow; Moscow

Әдебиет тізімі

  1. Гурьев Д.В., Кочетков О.А., Барчуков В.Г., Осипов А.Н. Биологические эффекты органических и неорганических соединений трития // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2020. Т.65, № 2. С. 5-10. https://doi.org/10.12737/1024-6177-2020-65-2-5-10. [Guryev D.V., Kochetkov O.A., Barchukov V.G., Osipov A.N. Biological Effects of Organic and Inorganic Compounds of the Tritium. Meditsinskaya Radiologiya i Radiatsionnaya Bezopasnost = Medical Radiology and Radiation Safety. 2020;65;2:5-10. https://doi.org/10.12737/1024-6177-2020-65-2-5-10 (In Russ.)].
  2. Little M.P., Lambert B.E. Systematic Review of Experimental Studies on the Relative Biological Effectiveness of Tritium. Radiat Environ Biophys. 2008;47;1:71-93. doi: 10.1007/s00411-007-0143-y.
  3. Kim S.B., Baglan N., Davis P.A. Current Understanding of Organically Bound Tritium (OBT) in the Environment. Journal of Environmental Radioactivity. 2013;126:83-91. doi: 10.1016/j.jenvrad.2013.07.011.
  4. Harrison J.D., Khursheed A., Lambert B.E. Uncertainties in Dose Coefficients for Intakes of Tritiated Water and Organically Bound Forms of Tritium by Members of the Public. Radiation Protection Dosimetry. 2002;98;3:299-311.
  5. Alloni D., Cutaia C., Mariotti L., Friedland W., Ottolenghi A. Modeling Dose Deposition and DNA Damage Due to Low-Energy Beta(-) Emitters. Radiation Research. 2014;182;3:322-330. doi: 10.1667/RR13664.1.
  6. Rodneva S.M., Osipov A.A., Guryev D.V., Tsishnatti A.A., Fedotov Y.А., Yashkina E.I., et al. Comparative Study of the γH2AX Foci Forming in Human Lung Fibroblasts Incubated in Media Containing Tritium-Labeled Thymidine or Amino Acids. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2021;172;2:245-9. doi: 10.1007/s10517-021-05370-6.
  7. Mladenova V., Mladenov E., Stuschke M., Iliakis G. DNA Damage Clustering after Ionizing Radiation and Consequences in the Processing of Chromatin Breaks. Molecules. 2022;27;5. doi: 10.3390/molecules27051540.
  8. Jiang Y. Contribution of Microhomology to Genome Instability: Connection between DNA Repair and Replication Stress. International Journal of Molecular Sciences. 2022;23;21. doi: 10.3390/ijms232112937.
  9. Sishc B.J., Davis A.J. The Role of the Core Non-Homologous End Joining Factors in Carcinogenesis and Cancer. Cancers (Basel). 2017;9;7. doi: 10.3390/cancers9070081.
  10. Rothkamm K., Barnard S., Moquet J., Ellender M., Rana Z., Burdak-Rothkamm S. DNA Damage Foci: Meaning and Significance. Environ Mol. Mutagen. 2015;56;6:491-504. doi: 10.1002/em.21944.
  11. Bushmanov A., Vorobyeva N., Molodtsova D., Osipov A.N. Utilization of DNA Double-Strand Breaks for Biodosimetry of Ionizing Radiation Exposure. Environmental Advances. 2022;8:100207. doi: 10.1016/j.envadv.2022.100207.
  12. Scully R., Xie A. Double Strand Break Repair Functions of Histone H2AX. Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis. 2013;750;1-2:5-14. doi: 10.1016/j.mrfmmm.2013.07.007.
  13. Shibata A., Jeggo P.A. Roles for 53BP1 in the Repair of Radiation-Induced DNA Double Strand Breaks. DNA Repair. 2020;93:102915. doi: 10.1016/j.dnarep.2020.102915.
  14. Vorob’eva N.Y., Kochetkov O.A., Pustovalova M.V., Grekhova A.K., Blokhina T.M., Yashkina E.I., et al. Comparative Analysis of the Formation of γH2AX Foci in Human Mesenchymal Stem Cells Exposed to 3H-Thymidine, Tritium Oxide, and X-Rays Irradiation. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2018;166;1:178-181. doi: 10.1007/s10517-018-4309-1.
  15. Bártová E., Legartová S., Dundr M., Suchánková J. A Role of the 53BP1 Protein in Genome Protection: Structural and Functional Characteristics of 53BP1-Dependent DNA Repair. Aging. 2019;11;8:2488-2511. doi: 10.18632/aging.101917.
  16. Panier S, Boulton SJ. Double-strand break repair: 53BP1 comes into focus. Nat Rev Mol Cell Biol. 2014;15(1):7-18. doi: 10.1038/nrm3719.
  17. Markova E., Vasilyev S., Belyaev I. 53BP1 Foci as a Marker of Tumor Cell Radiosensitivity. Neoplasma. 2015;62;5:770-776. doi: 10.4149/neo_2015_092.
  18. Niotis A., Tsiambas E., Fotiades P.P., Ragos V., Polymeneas G. ki-67 and Topoisomerase IIa Proliferation Markers in Colon Adenocarcinoma. J. BUON. 2018;23;7:24-27.
  19. Mennan C., Garcia J., Roberts S., Hulme C., Wright K. A Comprehensive Characterisation of Large-Scale Expanded Human Bone Marrow and Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells. Stem Cell Res Ther. 2019;10;1:99. doi: 10.1186/s13287-019-1202-4.
  20. Guo Z., Yang J., Liu X., Li X., Hou C., Tang P.H., et al. Biological Features of Mesenchymal Stem Cells from Human Bone Marrow. Chin. Med. J. (Engl). 2001;114;9:950-953.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
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».