Повреждение ДНК радиационным излучением

Радиационное излучение высокой интенсивности может повредить ДНК в течение нескольких минут. Однако, прежде чем человек получит необходимую в случае облучения помощь, может пройти несколько дней.

Теперь же учёные разработали препарат, который может помочь в такой ситуации: в ходе эксперимента на мышах он существенно сократил смертность от лучевой болезни, даже в том случае если был введён через три дня после облучения.

В один прекрасный день аналогичный препарат может быть использован для защиты космических путешественников от смертоносных солнечных и галактических лучей.

"Клетки пытаются восстановить повреждённые ДНК после облучения, – рассказывает Габор Тигьи (Gábor Tigyi) из университета Теннеси. – Однако этот процесс не всегда идёт нужным образом. Если клетка не признаёт оставшиеся в ДНК нарушения, это может привести к онкологии, если же всё происходит наоборот, результат может быть ещё хуже: клетка самоуничтожится. Если этому примеру последует достаточно большое количество клеток, смерть наступит в течение недели".

Тигьи и его коллеги провели 10 лет, изучая воздействие лизофосфатидной кислоты (lysophosphatidic acid или ЛФК), встречающейся в природе молекулы, которая может дать клеткам шанс выжить после радиационного облучения.

Механизм этого процесса пока остаётся не выясненным, но кислота помогает выиграть время, чтобы клетки могли восстановить свои ДНК, и способствует процессу регенерации. Благодаря ей больше клеток сохраняется от самоуничтожения и онкологии.

В 2007 году исследователи разработали препарат, который взаимодействует с клеточными рецепторами ЛФК и ослабляет воздействие лучевой болезни на костный мозг и пищеварительную систему (эти два региона наиболее подвержены воздействию радиационного облучения). Однако препарат оказался недостаточно мощным, чтобы быть полезным с медицинской точки зрения.

Теперь же учёные использовали компьютерное моделирование, чтобы исследовать и улучшить молекулярную структуру этого препарата и создать новый, более мощный, препарат – DBIBB. Испытания на мышах показали его эффективность.

Доза излучения в 3 или 4 грэя может убить человека. Но Тигьи и его коллеги начали с бóльших доз, подвергнув мышей воздействию 15,7 грэя. Без лечения 12 из 14 мышей погибли спустя две недели после облучения. Однако при оперативном лечении (DBIBB был введён спустя 26 часов после облучения) даже через две недели 13 из 14 грызунов всё ещё оставались в живых.

Так как оперативное лечение не всегда возможно, исследователи провели ещё одну серию тестов. Препарат был введён грызунам спустя 72 часа после воздействия 8,5 грэя. Через месяц 12 из 15 мышей, не подвергшихся лечению, умерли, однако 14 из 15 грызунов, которым был введён препарат, были живы.

В настоящий момент на рынке ещё нет лекарства, способного бороться с радиацией, хотя ряд препаратов находится в разработке. Большинство из существующих медикаментов к тому же необходимо ввести спустя максимум 24 часа после контакта с излучением. Преимущества DBIBB очевидны.

Тигьи и его коллеги будут продолжать работу над DBIBB, чтобы улучшить его эффективность (в настоящее время препарату удалось спасти 90% мышей).

Клинические исследования с участием людей провести невозможно по понятным этическим причинам. Однако перед применением нового средства на людях (если возникнет такая необходимость) учёным ещё предстоит тщательно изучить механизм действия лекарства и доказать полную безопасность и эффективность DBIBB на животных моделях.

Подробности важного исследования были опубликованы в журнале Chemistry&Biology.