Study on the differentiation of human lymphocytes responses to ionizing radiation using two methods: premature chromosome condensation (PCC) and comet assay.

Celem niniejszej pracy było zbadanie odpowiedzi limfocytów krwi obwodowej człowieka na promieniowanie rentgenowskie (250kV) oraz wiązkę protonową (60MeV). Przeprowadzono badania wykorzystując dwie metody: przedwczesnej kondensacji chromosomów (PCC) oraz metodę kometową. Materiał badawczy pobrano od grupy 3 zdrowych dawców oznaczonych kodami 6, 7 oraz 10 i naświetlono dawkami z zakresu 0 - 4,0 Gy. Dodatkowo dla metody kometowej wykonano kinetyki naprawy uszkodzonego DNA, dla czasów z zakresu 0 – 120 min. Do analizy wybrano następujące biomarkery: dla PCC – liczbę nadmiarowych chromosomów lub ich fragmentów, dla metody kometowej - poziom uszkodzeń DNA wyrażony jako % uszkodzonego DNA zawartego w „ogonie komety”, oznaczonego skrótem TAIL DNA. Na tej podstawie wykonano wykresy zależności wybranych biomarkerów od dawki stosowanych typów promieniowania. Stwierdzono iż, wraz z dawką wzrasta ilość uszkodzeń, zarówno dla metody kometowej, jak i PCC. Dla metody kometowej obserwuje się zależność liniową dla obu typów promieniowania, natomiast dla metody PCC zależność jest liniowo – kwadratowa. Dla wykonanych kinetyk naprawy DNA obserwuje się spadek ilości uszkodzeń wraz z wydłużającym się czasem inkubacji naprawczej i zależność ta jest eksponencjalna. Otrzymane w niniejszej pracy wyniki sugerują, iż podobnie jak test PCC; który jest uznaną metodą cytogenetyczną; do badania odpowiedzi na promieniowanie jonizujące, można stosować także metodę kometową, gdyż występuje między nimi prawie pełna korelacja i brak jest różnic istotnych statystycznie.

The aim of this work was to study response of human peripheral blood lymphocytes to X-rays (250 kV) and proton beam (60 MeV). Studies have been conducted using two methods: premature chromosome condensation (PCC) and comet assay. The study material was taken from the group of 3 healthy donors designated by codes 6, 7 and 10 and exposed to doses ranging from 0 to 4.0 Gy. In addition, kinetics of damaged DNA repair was performed for the comet assay, for times ranging from 0-120 min. For the analysis, the following biomarkers were selected: PCC - number of excess chromosomes or their fragments, for comet assay - DNA damage level expressed as percentage of damaged DNA contained in "tail of the comet", denoted by TAIL DNA. Based on that, graphs of dependence of selected biomarkers on the dose of used radiation types were made. It has been found that, with the dose, the amount of damage is increased, both for the comet assay and the PCC. For comet assay, linear dependence is observed for both types of radiation, whereas for PCC the dependency is linear-quadratic. For executed kinetics of DNA repair, a decrease in the number of lesions is observed along with a prolonged incubation time, and this dependence is exponential. The results obtained in this work suggest that, similarly to the PCC test, which is a recognized cytogenetic method; for the study of responses to ionizing radiation, comet assay can also be used because there is almost complete correlation between them and there are no statistically significant differences.