Ionizační záření je jedním z nejhorších vnějších faktorů poškozujících lidský organismus. Jeho následky dodnes vidíme na přeživších obětech Černobylské havárie, nebo obyvatelích Hirošimy či Nagasaki a jejich potomcích. V USA probíhá již několik let intenzívní výzkum biologické ochrany proti radioaktivitě.
Jedna z výzkumných skupin, tým profesora Joel S. Greenbergera, nedávno oznámila, že se jí podařilo účinně zabránit následkům ionizujícího záření u myší. Díky intravenózní aplikaci plazmidů nesoucích gen pro Mangan-superoxid dismutázu, se podařilo výrazně zvýšit počet myší, které přežily působení radioaktivity. Kromě výroby radioaktivně rezistentních bojovníků a personálu atomových elektráren, má tato metoda mnohem méně fantaskní, ale možná významnější využití. Tím je ochrana zdravých tkání při ozařování v rámci radioterapie zhoubných nádorů.
Při působení radioaktivity na živé organismy dochází k mnoha dějům, z nichž však žádný (s vyjímkou likvidace nádorů) nelze označit za příznivý. K zásadním účinkům ionizujícího záření na buňku patří tvorba volných radikálů v důsledku rozkladu vody na ionty. Volné radikály O2 – superoxid a hydroxylový radikál OH- mají na svědomí peroxidizaci bílkovin a lipidů a poškození dusíkatých bází DNA.
Způsoby kterými cvičí radioktivita s DNA zaplňují stránky tlustých knih, ale k těm nejznámnějším patří různé mutace vedoucí k rakovinnému bujení a poruchám krvetvorby, a také indukce dědičných genetických poškození potomstva.
Hlavním hrdinou metody biologické ochrany proti záření je enzym Mangan-superoxid dismutáza (MnSOD). Ten se běžně vyskytuje v buňkách, které chrání před oxidačním poškozením.
Zmíněný enzym mění volné radikály na další formy, například na peroxid vodíku, který je sice také velmi škodlivý, ale buňka si s ním dokáže poradit mnohem lépe než se samotnými radikály. Přirozené množství enzymu v buňce, však nemůže pokrýt nápor volných radikálů při ionizačním záření. Proto se vědci pokusili zvýšit jeho množství v ohrožených tkáních pomocí genové terapie. Gen pro MnSOD vložili do kruhové transportní DNA tzv. plazmidu a ten pak v lipidovém váčku vstříkli do krve laboratorních myší. Skupinu myší podrobených genové terapii pak porovnávali s neošetřenými myšmi. Všechny vystavili ozáření a po 30 dnech vyhodnotili úmrtnost. Při dávce záření 9,75 Gy * přežilo ozáření 75 % upravených myší oproti nebohé kontrolní skupině, kde přežilo jen 12,5 % neošetřených jedinců. V předchozí studii téhož týmu byl aplikován MnSOD plazmid přímo do tkáně jícnu a ty vystaveny velmi vysoké dávce záření 37 Gy. I zde genově modifikované buňky vykazovaly značně vyšší odolnost proti radioktivitě. Právě jícnu hrozí značné poškození při ozařování plicních nádorů.
Již dříve publikoval prof. Greenberger studie v nichž byla aplikována genová terapie pomocí pilulek, či inhalátoru. Tyto metody jsou méně účinné, než zmíněné přímé injekce do buněk jícnu, a působí rovněž pouze lokálně. Všechny tři tedy mají význam pro cílené ozáření určitých částí těla. Avšak teprve nyní vědci dokázali biologickou metodou chránit celého jedince proti radioaktivnímu záření.
Budoucí testy na lidech by měly ukázat, dočkáme-li se brzy injekcí proti ozáření jako běžného prostředku civilní ochrany. Doufejme, že ho nikdy nebudeme potřebovat...
1 Gy (Gray) představuje absorbovanou energii záření 1 Joule na 1 kilogram hmoty. Údaje o jakostním faktoru záření Q, ani o dávkovém ekvivalentu nejsou k dispozici.
Zdroje:
www.eurekalert.org
In Vivo. 2005 Nov-Dec;19(6):997-1004.
Int.J.Cancer(Radiat.Oncol.Invest): 96, 221–231(2001)