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Abstrakt
Genetisch definierte DNA-Reparaturkapazität bestimmt das Ausmaß der DNA-Schadensakkumulation in gesundem Mäusegewebe nach sehr niedrigen Dosen ionisierender Strahlung
Stefanie Schanz, Elias Flockerzi, Karola Schuberth und Claudia E. Rübe
Die biologischen Auswirkungen niedriger Dosen ionisierender Strahlung auf die menschliche Gesundheit und die genetischen Faktoren, die die Strahlenempfindlichkeit des gesamten Organismus bei niedrigen Dosen beeinflussen, sind unklar. Anhand von Mausstämmen mit unterschiedlicher genetischer DNA-Reparaturkapazität (C57BL/6, ATM +/+, ATM +/-, ATM -/-, SCID) analysierten wir DNA-Schäden in differenzierten Zellpopulationen gesunder Gewebe nach wiederholter niedriger Strahlungsdosis. Nach 2, 4, 6, 8 und 10 Wochen täglicher niedrig dosierter Strahlung (10 mGy) wurden anhaltende DNA-Schadensherde in der Lunge (Bronchiolar- und Alveolarzellen), im Herzen (Kardiomyozyten) und im Gehirn (kortikale Neuronen) gezählt. In allen analysierten Geweben wurde eine allmähliche Anhäufung von DNA-Schäden mit zunehmender Dosis fraktionierter Strahlung beobachtet. Selbst bei reparaturfähigen Organismen (C57BL/6, ATM +/+) wurde keine nachweisbare Schwellendosis festgestellt. Die Anzahl der strahlungsbedingten Herde variierte erheblich zwischen den verschiedenen Zellpopulationen, was auf eine unterschiedliche Anfälligkeit gegenüber ionisierender Strahlung hindeutet. Die genetische DNA-Reparaturkapazität bestimmte auch die kumulative Menge an Strahlenschäden durch niedrige Dosen, wobei die höchsten Herde bei ATM -/- und SCID-Mäusen mit Reparaturdefiziten beobachtet wurden. Die Reparaturkapazität von ATM-heterozygoten Mäusen (ATM +/-) war jedoch ausreichend, um mit der durch wiederholte Strahlung mit niedriger Dosis verursachten DNA-Schadenslast fertig zu werden. Zusammenfassend deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass selbst sehr niedrige Dosen DNA-schädigender Strahlung die Gesundheitsrisiken von Personen erhöhen, insbesondere von Personen mit eingeschränkter DNA-Reparaturkapazität.