Radyobiyoloji Alanında Kullanılan Sitogenetik Yöntemler


Gizem Ustabaş -Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı-Sağlık Bilimleri Enstitüsü-Hacettepe Üniversitesi, Yüksek Lisans

Nefes aldığımız her an etkisine maruz kalmakta olduğumuz radyasyon bir enerji olup, ikiye ayrılmaktadır; elektromanyetik, yani iyonlaştırıcı olmayan ve iyonlaştırıcı radyasyon. Cep telefonu, mikrodalga gibi cihazlardan gelen radyasyon tipi elektromanyetik olurken, röntgen cihazından inşaat malzemelerine kadar çeşitli kaynaktan yayılabilme potansiyeline sahip iyonlaştırıcı radyasyona da rastlamaktayız.[1] İyonlaştırıcı radyasyon, en çok araştırılmakta olan ve her yerde bulunan kanserojenlerden biridir.[2] Yeryüzündeki tüm canlılar, yaşadıkları süreç boyunca sürekli olarak doğal veya yapay radyasyon kaynaklarının yaydığı iyonlaştırıcı radyasyonların etkisi altındadırlar. Bu noktada devreye giren radyobiyoloji, iyonlaştırıcı radyasyonlar ile canlı sistemler arasındaki köprüyü kurarak, bunların etkileşimlerini ve sonuçlarını araştırmaktadır. Şimdi radyasyonun biyolojik etkilerine daha yakından bakalım.


Canlılarda, iyonlaştırıcı radyasyonun biyolojik bir hasar yaratması için radyasyon enerjisinin hücre tarafından soğurulması gerekmektedir. İyonlaştırıcı radyasyonların ürettiği biyokimyasal değişiklikler, dokularda radyasyon hasarına yol açan temel olaylardır. Radyasyon, maruziyet veya absorbe edilen doz olarak ölçülmektedir.[1] En bilinen örnek olarak, atom bombasının atılması ardından yüksek doza maruz kalmış bir Japon halkının arasından kurtulanlar, radyasyondan korunma için önemli bir kaynaktır.[2] Radyasyon, düşük dozlarda bile olsa canlılar için yıllar sonra ortaya çıkabilen kanserojen, ömür kısaltıcı, genetik tehditler verebilmektedir. Çoğu zaman sağlıklı kişiler doktor teşhisi ile belirlenemeyecek kadar, radyasyon kazalarında düşük dozda ışınlanmalara maruz kalabilmektedirler. Kişilerin aldıkları dozu belirlemesi için kullanılan birçok dozimetri sistemi bulunmaktadır.[1]


İyonlaştırıcı radyasyona maruz kalan insanların biyolojik olarak izlenmesi, büyük ölçüde sitogenetik göstergelere dayanmaktadır. Sitogenetik yöntemler, çevresel ve mesleki kaynaklı DNA hasarını araştırmak için önemli olup, yapısal mutasyonlarla (aberasyonlar) ilgilenmektedir. Bunlardan biri, periferik kandaki lenfositlerde oluşan çift sentromerli (disentrik) kromozom aberasyonların analizidir. Yüksek özgüllüğü ile güvenilir ve standart bir yöntem olarak kişinin aldığı dozun radyobiyolojik ve istatistiksel olarak değerlendirilmesi amacıyla doz tayinleri için kullanılmaktadır.[3] Fakat bu yöntemin uzun zaman alması, yeni yöntemler gelişmesine yol açmıştır. Bunlardan biri de Mikronükleus Analizi (MN) denen, çok sayıda kişinin daha kısa sürede doz seviyelerinin tespit edilebildiği bir yöntemdir.[4] Bunun yanında özellikle geçmişe yönelik doz hesaplamalarında ümit veren bir yöntem olan, floresan boyalarla belirli kromozomlar boyanıp aralarındaki parça değişimlerinin (translokasyon) kolaylıkla incelenebildiği Floresan In Situ Hibridizasyon (FISH) yöntemi gelişmiştir.[1]



Şekil 1: İnsan lökositlerinde radyasyona bağlı kromozom aberasyonlarının metafazdaki görüntüleri. Oklar soldan sağa doğru sırasıyla: A) Disentrik ve asentrik kromozom. B) Halka (ring) kromozom.[5]


Biyolojik dozimetride kullanılan yöntemlerin başında gelen, disentrik kromozom aberasyon analizidir. Bir disentrik kromozom, iki ayrı kromozomda oluşan kırıkların birleşmeleri sonucu oluşmaktadır. Disentriklere genellikle çift ve sentromer taşımayan “asentrik” denilen kromozom parçaları eşlik etmektedir. Disentriklerin kantitaf miktarı ile absorbe edilen radyasyon dozu ilişkisinden doz-cevap eğrileri elde edilmektedir. Aynı kromozomun iki kolu üzerindeki kırılmaların birleşmesi ile oluşan halka (ring) kromozomların hataları da disentriklerle beraber doz değerlendirilmelerinde kullanılmaktadır (Şekil 1).[1]


Mikronükleus Analizi, sitogenetik yöntemler arasından lenfositlerde çift nükleuslu (binükleat) hücrelerde uygulanan bir yöntemdir. MN’ler hücrenin sitoplazması içinde ana nükleus dışında, fakat nükleusla aynı şekil, yapı ve boyanma özelliklerini gösteren küçük küresel yapılar olarak tanımlanırlar. Radyasyon veya kimyasal mutajenlerle hasar görerek, bölünme sonrası yeni oluşan çekirdeklere dahil olmayan tüm lenfosit kromozomlar ve onların parçaları sitoplazmada yoğunlaşarak MN’leri oluşturmaktadır. Bu analiz daha az hassas olmasına rağmen kromozom analizine basit ve etkili bir alternatiftir. Kanser hastalarının radyoterapi ve kemoterapiye duyarlılıklarının araştırılması gibi birçok maddenin kromozom üzerindeki etkilerini araştırmakla güvenilir biyolojik sonuç gösteren, çok geniş kullanım alanına sahip bir yöntemdir.[1,6]


FISH yöntemi ile seçilmiş tüm kromozomlar, kromozomun uç bölgeleri, kromozomun bir kolu, sentromer bölgesi floresan boyalarla boyanarak incelenmektedir. İyonlaştırıcı radyasyonlar, disentriklere ilave olarak resiprokal translokasyonlara da sebep olmaktadır. Bunlar vücutta daha uzun süre kalma, hücre bölünmelerinden geçebilme gibi özelliklere sahiptir. Boyanmış kromozomlar floresan mikroskopta incelenerek resiprokal, terminal translokasyonlar, disentrikler gibi anormallikler analiz edilmektedirler.[1]

Günümüzde insanlar herhangi bir sebeple radyasyona maruz kaldığı zaman karşılaşabilecekleri biyolojik sonuçların neler olabileceği konusunda endişe taşımaktadırlar. Ülkemizde Kromozom Aberasyon Analizi başta olmak üzere, MN ve FISH yöntemleri de radyasyona maruz kalan veya kalma şüphesi ile başvuran kişiler için biyolojik dozimetri laboratuvarında yapılmaktadır.[7]






Referanslar

1.Vienna: International Atomic Energy Agency (IAEA), (2010) Radiation Biology: A Handbook for Teachers and Students.

2.Cardis, E., Vrijheid, M., Blettner, M., Gilbert, E., Hakama, M., Hill, C., … Veress, K. (2005). Risk of cancer after low doses of ionising radiation: retrospective cohort study in 15 countries. BMJ Clinical research ed., 331(7508), 77. https://doi.org/10.1136/bmj.38499.599861.E0

3.Roh C. (2018). Metabolomics in Radiation-Induced Biological Dosimetry: A Mini-Review and a Polyamine Study. Biomolecules, 8(2), 34. https://doi.org/10.3390/biom8020034

4.Liu, Q., Cao, J., Wang, Z. Q., Bai, Y. S., Lü, Y. M., Huang, Q. L., … Fan, F. Y. (2009). Dose estimation by chromosome aberration analysis and micronucleus assays in victims accidentally exposed to (60)Co radiation. The British journal of radiology, 82(984), 1027–1032. https://doi.org/10.1259/bjr/62484075

5.Hall, Eric J., Giaccia, Amato J. (Ed) (2018). Radiobiology for the Radiologist. Lippincott Williams & Wilkins (LWW)

6.Sommer, S., Buraczewska, I., & Kruszewski, M. (2020). Micronucleus Assay: The State of Art, and Future Directions. International journal of molecular sciences, 21(4), 1534. https://doi.org/10.3390/ijms21041534

7.Türkiye Enerji, Nükleer ve Maden Araştırma Kurumu (TENMAK), Biyolojik Dozimetri Laboratuvarı 22 Şubat 2021 tarihinde https://www.tenmak.gov.tr/nuken/index.php?option=com_content&view=article&id=2540&Itemid=635&lang=tr adresinden erişildi.


52 görüntüleme0 yorum

Son Paylaşımlar

Hepsini Gör