Ανάπτυξη αυτοματοποιήσιμης micro-PCC μεθόδου βιοδοσιμετρίας για ραδιολογικά συμβάντα μεγάλης κλίμακας

Παντελιάς, Αντώνιος; Pantelias, Antonios

dc.contributor.author	Παντελιάς, Αντώνιος	el
dc.contributor.author	Pantelias, Antonios	en
dc.date.accessioned	2018-03-09T10:34:47Z
dc.date.available	2018-03-09T10:34:47Z
dc.date.issued	2018-03-09
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46671
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.8118
dc.description
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/	*
dc.subject	Βιοδοσιμετρία	el
dc.subject	Ραδιοβιολογία	el
dc.subject	Πρόωρη Χρωμοσωματική Συμπύκνωση	el
dc.subject	Βιοφυσική	el
dc.subject	High-throuput biodosimetry	en
dc.subject	Premature Chromosome Condensation (PCC)	en
dc.subject	micro-PCC assay	en
dc.subject	Lymphocyte fusion	en
dc.subject	Excess PCC fragments	en
dc.subject	Ραδιολογικά συμβάντα μεγάλης κλίμακας	el
dc.title	Ανάπτυξη αυτοματοποιήσιμης micro-PCC μεθόδου βιοδοσιμετρίας για ραδιολογικά συμβάντα μεγάλης κλίμακας	el
dc.contributor.department	Φυσική και Τεχνολογικές Εφαρμογές	el
heal.type	masterThesis
heal.secondaryTitle	Development of an automatable micro-PCC biodosimetry assay for large-scale radiological emergencies	en
heal.generalDescription	Μετά από ατυχήματα και ιδιαίτερα μετά από ραδιολογικά συμβάντα μεγάλης κλίμακας, εκατοντάδες ή ακόμη και χιλιάδες άνθρωποι θα μπορούσαν να εκτεθούν σε άγνωστες και ενδεχομένως διαφορετικές δόσεις ακτινοβολίας και συνεπώς στους κινδύνους που εγκυμονεί η έκθεση σε ιοντίζουσες ακτινοβολίες. Αποτελεί επομένως υψηλή προτεραιότητα η τεχνολογική ανάπτυξη βιοϊατρικών εργαλείων και ευαίσθητων βιοδεικτών με δυνατότητα αυτοματοποίησης των απαραίτητων διαδικασιών για την ταχεία εκτίμηση δόσεων και κατηγοριοποίηση των εκτιθέμενων ατόμων βάσει εξατομίκευσης του κινδύνου ώστε να τους παρασχεθεί η βέλτιστη ιατρική βοήθεια. Προς επίτευξη του στόχου αυτού, στην παρούσα διπλωματική εργασία διερευνάται η δυνατότητα εφαρμογής του φαινομένου της πρόωρης χρωμοσωματικής συμπύκνωσης (PCC) σε λεμφοκύτταρα περιφερικού αίματος μέσω της σύντηξής τους με μιτωτικά κύτταρα Χάμστερ, για την ανάπτυξη μιας ταχείας, ελάχιστα επεμβατικής και αυτοματοποιήσιμης micro-PCC μεθόδου βιοδοσιμετρίας. Όταν ένας μεγάλος αριθμός ατόμων εκτίθεται σε ακτινοβολία, είναι επιτακτική ανάγκη στο πλαίσιο αντιμετώπισης και διαχείρισης του συμβάντος να οριστεί ένα κατώφλι απορροφουμένης δόσης, π.χ. τα 2Gy ως όριο αποκοπής, το οποίο θα επιτρέψει την κατηγοριοποίηση των εκτιθέμενων ατόμων του πληθυσμού. Για δόσεις κάτω από το όριο αποκοπής, δεν θα χρειασθούν άμεσα μέτρα ιατρικής περίθαλψης των εκτιθέμενων αλλά παρακολούθηση της υγείας τους. Εντούτοις, για τα άτομα με δόσεις πάνω από την τιμή αποκοπής, θα ήταν απαραίτητη η άμεση ιατρική περίθαλψή τους για τη βελτίωση των ποσοστών επιβίωσης. Το όριο αυτό αποκοπής ορίζεται κατά κανόνα στα 2Gy, ωστόσο θα μπορούσε να καθοριστεί και υψηλότερα εάν ο αριθμός των υπερεκτεθειμένων ατόμων υπερβαίνει τις δυνατότητες των διαθέσιμων ιατρικών υποδομών και εγκαταστάσεων. 8 Η ανάπτυξη μιας ταχείας και αξιόπιστης μεθόδου βιοδοσιμετρίας για την αξιολόγηση ατυχημάτων και ραδιολογικών συμβάντων μεγάλης κλίμακας θα επιτρέψει επομένως την ταξινόμηση των εκτιθέμενων ατόμων σε τρεις κατηγορίες: α) σε αυτούς που αναμένεται με βεβαιότητα να εμφανίσουν καθορισμένα αποτελέσματα από την έκθεσή τους στην ακτινοβολία, για τους οποίους η άμεση ιατρική παρέμβαση είναι ζωτικής σημασίας, β) σε εκείνους με ενδιάμεση έκθεση κοντά στην οριακή τιμή δόσης, για τους οποίους θα χρειασθεί επίσης ιατρική παρακολούθηση για την άμβλυνση των βραχυπρόθεσμων, μεσοπρόθεσμων και μακροπρόθεσμων επιπτώσεων της έκθεσης και τέλος γ) σε αυτούς που έχουν εκτεθεί σε χαμηλές δόσεις, για τους οποίους δεν αναμένονται καθορισμένα αποτελέσματα αλλά μπορεί να απαιτηθεί μακροπρόθεσμος έλεγχος της υγείας τους. Η ανάπτυξη μιας ταχείας και ελάχιστα επεμβατικής μεθόδου βιοδοσιμετρίας θα συμβάλλει επομένως ουσιαστικά στην εξατομίκευση του κινδύνου και κατηγοριοποίηση των εκτιθέμενων ατόμων μετά από ραδιολογικά συμβάντα μεγάλης κλίμακας, όπου η έκθεση σε ακτινοβολία ενδεχομένως να εγκυμονεί σοβαρούς κινδύνους σε ένα μεγάλο τμήμα του πληθυσμού. Στο πλαίσιο αυτό, ο κύριος στόχος της διπλωματικής εργασίας επικεντρώνεται στην τεχνολογική ανάπτυξη της micro-PCC μεθόδου, με την έννοια ότι θα μπορεί να εφαρμοστεί σε πολύ μικρούς όγκους αίματος των 50-150μl, για την επίτευξη πρόωρης χρωμοσωματικής συμπύκνωσης στα λεμφοκύτταρα χρησιμοποιώντας πλάκες 96 φρεατίων των 2ml έκαστο. Η χρήση των 96 φρεατίων προσδίδει στη micro-PCC μέθοδο δυνατότητα επεξεργασίας και ανάλυσης ενός μεγάλου αριθμού δειγμάτων και ουσιαστικά αποτελεί τη βάση για την αυτοματοποίηση των απαιτούμενων διαδικασιών και κατηγοριοποίηση των εκτιθέμενων ατόμων για την αποτελεσματική αντιμετώπιση ραδιολογικών συμβάντων. Η micro-PCC μέθοδος που προτείνουμε για την ταχεία εκτίμηση δόσεων επιτρέπει κατά ένα μοναδικό τρόπο την απεικόνιση και ανάλυση χρωμοσωματικών αλλοιώσεων εντός δύο ωρών απευθείας στα πρόωρα συμπυκνωμένα χρωματοσώματα (PCCs) των Go-λεμφοκυττάρων, χωρίς δηλαδή την ανάγκη καλλιέργειας των δειγμάτων αίματος για δύο ημέρες. Επισημαίνεται ότι οι συμβατικές κυτταρογενετικές μέθοδοι βιοδοσιμετρίας απαιτούν τουλάχιστον 48-52 ώρες καλλιέργειας των 9 δειγμάτων αίματος των εκτιθέμενων στην ακτινοβολία για την ανάλυση των χρωμοσωματικών αλλοιώσεων στη μετάφαση.	el
heal.classification	ΒΙΟΦΥΣΙΚΗ ΚΑΙ ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/b58a5db672dcbfe713694ce50ea555dbe4680c37
heal.language	en
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-02-23
heal.abstract	Η ευρεία χρήση των ιοντιζουσών ακτινοβολιών υπογραμμίζει την αναγκαιότητα αξιολόγησης και εκτίμησης των επιπτώσεων στην υγεία που εγκυμονεί μια υπερέκθεση ή ένα ατύχημα με ιοντίζουσες ακτινοβολίες. Ιδιαίτερα μετά από ραδιολογικά συμβάντα / ατυχήματα μεγάλης κλίμακας, εκατοντάδες ή ακόμη και χιλιάδες άνθρωποι θα μπορούσαν να εκτεθούν σε διαφορετικές δόσεις ακτινοβολίας. Επομένως, η ανάπτυξη ευαίσθητων και αξιόπιστων βιοδεικτών και τεχνολογίας, με δυνατότητα αυτοματοποίησης των απαραίτητων διαδικασιών για την ταχεία εκτίμηση δόσεων, θα συμβάλλει στην εξατομίκευση του κινδύνου και την κατηγοριοποίηση των εκτιθέμενων ατόμων ώστε να τους παρασχεθεί η βέλτιστη ιατρική βοήθεια. Προς επίτευξη του στόχου αυτού, στην παρούσα διπλωματική εργασία διερευνάται η δυνατότητα εφαρμογής του φαινομένου της πρόωρης χρωμοσωματικής συμπύκνωσης (PCC) σε λεμφοκύτταρα περιφερικού αίματος μέσω της σύντηξής τους με μιτωτικά κύτταρα Χάμστερ - Chinese Hamster Ovary (CHO) cells, για την ανάπτυξη μιας ταχείας, ελάχιστα επεμβατικής και αυτοματοποιήσιμης micro-PCC μεθόδου βιολογικής δοσιμετρίας, χρησιμοποιώντας όγκους αίματος 30-100μl και πλάκες 96 φρεατίων.	el
heal.abstract	In radiation accidents and large-scale radiological emergencies, a fast and reliable triage of individuals according to their degree of exposure is important for accident management and identification of those who need medical assistance. In this work, the applicability of cell-fusionmediated premature chromosome condensation (PCC) in G0-lymphocytes is examined for the development of a rapid, minimally invasive and automatable micro-PCC assay, which requires blood volumes of only 100μl and can be performed in 96-well plates, towards risk assessments and categorization of individuals based on dose estimates. Chromosomal aberrations are visualized for dose-estimation analysis within two hours, without the need of blood culturing for two days, as required by conventional cytogenetics. The various steps of the standard-PCC procedure were adapted and, for the first time, lymphocytes in blood volumes of 100μl were successfully fused with CHO-mitotics in 96-well plates of 2ml/well. The plates are advantageous for high-throughput analysis since the various steps required are applied to all 96-wells simultaneously. Interestingly, the morphology of lymphocyte PCCs is identical to that obtained using the standard PCC-assay, which requires much larger blood volumes and 15ml tubes. The use of only 1.5ml hypotonic and Carnoy’s fixative per well offers high-quality PCC-images. The micro-PCC assay can be also combined with fluorescence in situ hybridization (FISH), using simultaneously centromeric/telomeric (C/T) peptide nucleic acid (PNA) probes. This allows dose assessments on the basis of accurate scoring of dicentric and centric ring chromosomes in G0- lymphocyte PCCs, which is particularly helpful when further evaluation into treatment-level categories is needed. Dose assessments using Giemsa-stained or C/T-FISH-stained PCCs were facilitated by the use of specialized software (MetaSystems) and appropriate calibration curves. The micro-PCC assay has significant advantages for early triage biodosimetry when compared to other cytogenetic biodosimetry assays. It is rapid, cost-effective, automatable, and could thus pave the way to its subsequent automation.	en
heal.advisorName	Γεωργακίλας, Αλέξανδρος	el
heal.committeeMemberName	Γεωργακίλας, Αλέξανδρος	el
heal.committeeMemberName	Τερζούδη, Γεωργία	el
heal.committeeMemberName	Balajee, Adayabalam	en
heal.academicPublisher	Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	74
heal.fullTextAvailability	true