Ανίχνευση σύνθετων βλαβών στο DNA φυσιολογικών κυττάρων κατόπιν έκθεσής τους σε σωματιδιακή ιοντίζουσα ακτινοβολία

Κασμά, Μαρία-Άννα; Kasma, Maria-Anna

dc.contributor.author	Κασμά, Μαρία-Άννα	el
dc.contributor.author	Kasma, Maria-Anna	en
dc.date.accessioned	2018-03-01T07:51:01Z
dc.date.issued	2018-03-01
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46609
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15203
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ομαδοποιημένες βλάβες	el
dc.subject	Ιοντίζουσα ακτινοβολία	el
dc.subject	Υψηλή LET	el
dc.subject	Δίκλωνες θραύσεις DNA	el
dc.subject	Εστίες γ-Η2ΑΧ	el
dc.subject	Ανοσοφθορισμός	el
dc.subject	Λογισμικό JQuantPro	el
dc.title	Ανίχνευση σύνθετων βλαβών στο DNA φυσιολογικών κυττάρων κατόπιν έκθεσής τους σε σωματιδιακή ιοντίζουσα ακτινοβολία	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βιοφυσική και ιατρική φυσική	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/b58a5db672dcbfe713694ce50ea555dbe4680c37
heal.dateAvailable	2019-02-28T22:00:00Z
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-10-24
heal.abstract	Η αλληλεπίδραση της ιοντίζουσας ακτινοβολίας (Ι.Α.) με τη βιολογική ύλη έχει ως αποτέλεσμα την επαγωγή ποικίλων βλαβών στο κυτταρικό DNA. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον μελέτης παρουσιάζουν οι λεγόμενες σύνθετες βλάβες του DNA δηλ. οι δίκλωνες θραύσεις (double strand breaks-DSBs) και οι οξειδωτικές ομαδοποιημένες μη-δίκλωνες βλάβες του DNA (oxidatively-induced clustered DNA lesions: OCDLs). Οι σύνθετες βλάβες π.χ. δίκλωνες θραύσεις αυξημένης πολυπλοκότητας που συνοδεύονται και από βλάβες βάσεων στην εγγύς περιοχή-, θεωρούνται ως οι πιο επιβλαβείς, λόγω της μεγάλης δυσκολίας επιδιόρθωσής τους. Μάλιστα, για ακτινοβολίες με υψηλή γραμμική εναπόθεση ενέργεια (Linear Energy Transfer: LET), όπως είναι η κοσμική ακτινοβολία στην οποία εκτιθέμεθα καθημερινά και ειδικά οι αστροναύτες στο διάστημα, οι βλάβες εμφανίζονται ακόμα πιο πυκνές και ομαδοποιημένες. Το κύτταρο αποκρίνεται σε αυτές τις επαγόμενες βλάβες με την ενεργοποίηση ενός πολύπλοκου μηχανισμού ανίχνευσης κι επιδιόρθωσής τους. Σε περίπτωση ανεπαρκούς ή μη επιδιόρθωσή τους ενδέχεται να οδηγήσουν σε μεταλλάξεις, οι οποίες είτε προάγουν την εξελικτική διαδικασία είτε είναι επιζήμιες οδηγώντας σε γονιδιωματική αστάθεια και καρκινογένεση. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας, της οποίας στόχος είναι η ανίχνευση σύνθετων βλαβών DNA σε κύτταρα που έχουν ακτινοβοληθεί με σωματιδιακή ιοντίζουσα ακτινοβολία, μελετήθηκαν φυσιολογικά ανθρώπινα βρογχικά επιθηλιακά κύτταρα (NHBEC3-KT), τα οποία είχαν ακτινοβοληθεί με δέσμες ιόντων (άνθρακα και οξυγόνου) υψηλής LET και χαμηλών δόσεων (0,084Gy, 0,256Gy, 0,494Gy), στο διεθνές επιταχυντή της NASA για διαστημικές μελέτες NSRL (https://www.bnl.gov/nsrl/), στο Brookhaven National Laboratory (BLN, Upton, NY, USA). Σε πειραματικό επίπεδο χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος του in situ έμμεσου ανοσοφθορισμού. Έγινε χρήση ειδικών αντισωμάτων έναντι των διάφορων πρωτεϊνών που συμμετέχουν στην επιδιόρθωση των επιμέρους βλαβών DNA. Πιο συγκεκριμένα, ως βιοδείκτης των DSBs χρησιμοποιήθηκε αντίσωμα κατά της ιστόνης γ-Η2ΑΧ η οποία φωσφορυλιώνεται άμεσα στα σημεία των δίκλωνων θραύσεων, ενώ ως βιοδείκτες των βλαβών βάσεων έγινε χρήση αντισωμάτων κατά των πρωτεϊνών ΑPE1 και OGG1. Για την καταμέτρηση των εστιών φθορισμού, καθώς και για την εκτίμηση του συνεντοπισμού σε εικόνες φθορισμού, μέσω της παραμέτρου Pclc, έγινε χρήση των βελτιωμένων λογισμικών JCountPro και JQuantPlus. Βασικό πλεονέκτημα της παραμέτρου Pclc αναπτύχθηκε στο Εργαστήριο Βλαβών DNA στο ΕΜΠ, είναι το γεγονός ότι αφενός υπολογίζεται άμεσα ο πιθανός συνεντοπισμός δύο πρωτεϊνών και αφετέρου διαφαίνεται από την τιμή της αν είναι τυχαίος (Pclc ~1) ή βιολογικά σημαντικός (Pclc > 1). Για την εξέταση του φαινομένου του συνεντοπισμού, επιχειρήθηκε να διαπιστωθεί ποιο διάλυμα blocking, μεταξύ του PBG και του f.blocking, είναι καταλληλότερο. Επίσης, τα αποτελέσματα έδειξαν σημαντικό συνεντοπισμό αυξανομένου του LET στις περισσότερες περιπτώσεις κάτι που είναι συμβατό με την αύξηση της συνθετότητος βλαβών λόγω αύξησης της LET. Σε κάθε περίπτωση συνιστάται η περαιτέρω διερεύνηση αυτής της μεθοδολογίας για την ανίχνευση των ομαδοποιημένων βλαβών στο DNA ύστερα από έκθεση σε ιοντίζουσες ακτινοβολίες και ειδικά αυτών που υφίστανται στο διάστημα ή χρησιμοποιούνται στη αδρονική θεραπεία (πρωτόνια και άνθρακας).	el
heal.abstract	Ionizing radiation (IR)–induced DNA damage is diverse and considerably complex in some cases. Clustered DNA lesions, i.e. double strand breaks (DSBs) and non-DSBs oxidatively-induced clustered DNA lesions (OCDLs) constitute an interest subject of study and of high biological importance. Complex DNA damage, for example double strand breaks (DSBs) of high complexity accompanied by oxidatively-induced base lesions in their close vicinity, are considered as the most harmful for the cell, due to the difficulty of their repair. Exposure to IR of high linear energy transfer (LET), such as the cosmic radiation, in which we are exposed to on a daily basis as well as astronauts in space, may form even more dense and grouped i.e. clustered DNA lesions. Cellular response to these induced damages starts with the activation of a complicated detection and repair mechanism. Therefore, their eventual misrepair could lead to mutations, which either promote the evolutionary process or are harmful, and can lead to genomic instability and carcinogenicity. In the framework of this thesis, the purpose of which is the detection of clustered DNA lesions in cells exposed to particulate ionizing radiation, studies were conducted on normal human bronchial epithelial cells (NHBEC3-KT), which were irradiated with ion beams (carbon & oxygen) in low doses (0,084Gy, 0,256Gy, 0,494Gy) at the global accelerator of NASA, used for space studies NSRL (https://www.bnl.gov/nsrl/), at Brookhaven Laboratory (BNL, Upton, NY, USA). On an experimental level, the in situ method of indirect immunofluorescence was used. Specific antibiotics were used against the different proteins which participate in the repair of DNA lesions. More specifically, antibodies against the histone γ-Η2ΑΧ, which phosphorylates directly on the double strand breaks (DSBs), were used as damage probes for the DSBs, whereas as damage probes for the base damages, antibodies against the proteins APE1 and OGG1 were used. In order to estimate the number of fluorescent foci, as well as to evaluate the colocalization levels based on “fluorescent” images, by means of the parameter called Pclc developed in the DNA damage laboratory in NTUA, we used the advanced softwares JCountPro and JQuantPlus. The main advantage of the Pclc parameter is the fact that it can immediately foresee if the appearing colocalization is random or biologically important, if the parameter value is around 1 or greater than 1 respectively. For the examination of the colocalization phenomenon, an attempt was made to determine which blocking solution, among the so called “PBG” or “f.blocking”, is more suitable. The results of this study showed significant colocalization as the value of LET increases, in most cases, a fact which is compatible with the increase of complex damages, due to the increase of the LET value. In any case, further investigation of this methodology is recommended for the detection of clustered DNA damage after exposure to ionizing radiation, especially to the ones which occur in space or are used to hadron therapy (protons and carbon ions).	en
heal.advisorName	Γεωργακίλας, Αλέξανδρος	el
heal.committeeMemberName	Γεωργακίλας, Αλέξανδρος	el
heal.committeeMemberName	Τερζούδη, Γεωργία	el
heal.committeeMemberName	Μακροπούλου, Μυρσίνη	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Τομέας Φυσικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	107 σ.
heal.fullTextAvailability	true