Введение к работе
Актуальность темы диссертации. В последние годы в связи со сложной экологической обстановкой резко возрос интерес исследователей и общества в целом к вопросам генетического здоровья человека, к факторам, способным влиять на генетический груз популяции. К одним из значимых компонентов этого груза относятся сбалансированные конституциональные перестройки хромосом (СКПХ).
В 70-ые годы выполнены базовые исследования частоты различных видов конституциональных аномалий хромосом (Jacobs P., et al., 1974, 1977; Evans J., et al., 1978). Установлена последовательность эволюционных преобразований кариотипа человека, частоты СКПХ в современной популяции человека могут отражать тенденции эволюционного процесса кариотипа (Dutrillaux В., 1975; Yunis J., PrakashO., 1982; Clemente I.,et al, 1990).
В настоящее время хорошо изучены состояния, связанные с изменением структуры хромосом, уточнен удельный вес хромосомной патологи в современной структуре заболеваемости и смертности (Лазюк Г., 1974, 1991; Кулешов Н., 1979; Лурье И., 1977,1984; Schinzel А., 1984; Stengel-Rutkowski S„ et al., 1988); определены частоты и спектр хромосомных нарушений при умственной отсталости-(Tharapel А., Summitt R.,1977; Jacobs P., et al., 1978), нарушениях репродуктивной функции человека (Opitz J., et al., 1978; Warburton D., et al., 1980; Fryns J., et al., 1984; Boue A., et al., 1985). Обнаружены свидетельства в пользу связи конституциональных аномалий хромосом и фрагильносги -сравнительно недавно описанного вида конституциональной хромосомной нестабильности (Wenger S., et al., 1995; Estor A., et al., 1995).
Фрагильность хромосом весьма продуктивно изучалась в 80-ые годы. Накоплен большой фактический материал по фрагильносги аутосом у человека, произведена классификация сайтов, обнаружено совпадение сайтов фрагильносги н точек разывов-воссоединений при образовании СКПХ (Estor A., et al., 1995; Wenger S., et al., 1995). Исследованы методы индукции фрагильных сайтов в различных клеточных культурах, а в последние годы в значительной мере изучена и их молекулярная конституция (Sozzi G., et al., 1995; Ohta М, et al., 1996). Неизменен интерес к фрагильносги ввиду ее связи с развитием злокачественных опухолей (Gallo О., et al., 1995; Popescu N., 1995). Существуют убедительные свидетельства в пользу вовлеченности фрагильных сайтов в процессы эволюционных преобразований хромосом (Miro R., et al., 1987). Показана гомеология фрагильных
сайтов человека и высших приматов (Ronne М., 1995). Ряд авторов указывает на корреляцию фрагнльных сайтов с точками локализации сестринских хроматидных обменов (Hirsch В., 1991; Tsuji Н., et al., 1991; Gaddini L., et al., 1995).
И вместе с тем, несмотря на множество публикаций как по общим, так и по частным вопросам, касающимся генетики СКПХ, ряд важных медико-биологических аспектов не выяснен. Остается неизученным вопрос о радиочувствительности хромосом и в целом чувствительности генома к воздействию кластогенньсх факторов окружающей среды и влиянию мутагенов in vitro у индивидов с аномальным кариотипом. Эти знания исключительно важны в условиях высоких уровней загрязнения среды обитания человека химическими и физическими мутагенами и широкого применения ионизирующего излучения во многих сферах деятельности.
Можно предположить, что СКПХ способны оказывать влияние на клеточный гомеостаз, нарушать интегрированность клеточных систем, обеспечивающих стабильность генома. Вероятно, влияние СКПХ отражается на радиочувствительности хромосом у лиц-носителей. Результаты опытов на модельных биологических объектах с использованием высоких доз острого облучения (Boer P., et al., 1977; Buul P., et al., 1980) могут служить лишь косвенным свидетельством в пользу высказанной выше гипотезы, но не позволяют ни однозначно оценить радиочувствительность генетического аппарата у пациентов с СКПХ,. ни составить представление о ряде количественных и качественных характеристик их хромосомного статуса.
В данной работе проведено комплексное исследование важнейших цитогенетических показателей, каждый из которых в отдельности является надежным критерием оценки чувствительности хромосом. Четыре критерия в совокупности, предложенные в качестве тест-системы (уровень и спектр спонтанных аберраций хромосом (АХ), количество индуцированных малыми дозами у-лучей АХ, частота и спектр индуцированных модельным химическим мутагеном in vitro хромосомных повреждений и, наконец, частота и спектр фрагнльных сайтов аутосом), позволили охарактеризовать стабильность генома лиц, имеющих СКПХ. В качестве последних выбраны реципрокные и робертсоновские транслокации как наиболее часто наблюдаемые СКПХ у человека.
Связь с крупными научными программами. Данная работа - часть научных исследований, проводимых НИИ НиВЗ в соответствии с Национальной программой профилактики генетических последствий,
обусловленных катастрофой на ЧАЭС (1991-1995) (Постановление Верховного Совета Белорусской ССР № 584-ХН от 1.02.1991). Часть исследований проведена в рамках Международной программы ВОЗ по биологической дозиметрии (Великобритания, 1993-1995).
Цель исследования. Комплексная оценка устойчивости хромосом лиц с СКПХ к у-облучению и химическим мутагенам на основе применения многофакторной цитогенетической тест-Еистемы.
Задачи исследования.
1. Исследовать радиочувствительность хромосом у лиц с СКПХ в
условиях у-облучения in vitro.
2. Изучить in vivo чувствительность хромосом к мутагенным факторам
радиационной и химической природы у индивидов с реципрокнымн и
робертсоновскими транслокациями на основе учета спонтанных
(фоновых) аберраций хромосом.
3. Оценить чувствительность хромосом пациентов с
конституциональными сбалансированнными перестройками к
воздействию мутагена тиофосфамида (ТиоТЭФ) in vitro.
4. Исследовать фрагильность аутосом лимфоцитов периферической
крови лиц со сбалансированными перестройками хромосом.
Научная новизна и практическая значимость полученных результатов. На основе четырех цитогенетических тестов впервые получены данные, позволяющие судить о повышенной чувствительности хромосом лнц с СКПХ к действию мутагенных факторов как in vivo, так и in vitro. Это положение расширяет современные представления об организации и функционировании генома человека.
Полученные данные позволяют на принципиально новом методическом уровне оценить генетический риск у лиц с аномалиями кариотипа в условиях проживания в зонах радиационного загрязнения. С необходимостью такой оценки постоянно сталкиваются врачи медико-генетических консультаций. На практике это означает, что лица со сбалансированными аномалиями кариотипа могут оказаться группой повышенного риска в условиях все более осложняющейся экологической обстановки. Возникает необходимость учитывать это в связи с потенциальной возможностью организма человека подвергаться действию кластогенних агентов окружающей среды (вредные производства, некоторые виды медикаментов, канцерогены, рентгенологическая диагностика, табакокурение и т.п.).
Исследование фрагильности аутосом - новый метод, недостаточно применяющийся в практике цитогенетических лабораторий Беларуси. В
данной работе впервые исследованы частота и спектр фрагильных сайтов аутосом у лиц с СКПХ.
