ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Оценка персонифицированной реакции гемопоэтических стволовых клеток на гамма-облучение с использованием гуманизированных мышей
1 Уральский научно-практический центр радиационной медицины Федерального медико-биологического агентства, Челябинск, Россия
2 Челябинский государственный университет, Челябинск, Россия
Для корреспонденции: Наталья Игоревна Атаманюк
ул. Воровского, д. 68 А, г. Челябинск, 454141, Россия; ur.liam@arhlup_ativ
Финансирование: работа выполнена в рамках государственного задания ФМБА России.
Благодарности: авторы благодарят А. В. Шерстобитова (ГБУЗ «Областной перинатальный центр» г. Челябинска) за помощь в организации и отбор проб пуповинной крови.
Вклад авторов: Н. И. Атаманюк — планирование и проведение экспериментов, написание статьи; Е. А. Пряхин — планирование и руководство работой, написание статьи; Е. В. Стяжкина — выделение ГСК, анализ данных; Н. А. Обвинцева — выполнение измерений, проточная цитометрия; Г. А. Тряпицына — анализ данных; А. А. Перетыкин — облучение животных, дозиметрические исследования; С. С. Андреев — манипуляции с животными, измерения; А. Е. Алдибекова — манипуляции с животными; А. В. Аклеев — общее руководство.
Соблюдение этических стандартов: исследование одобрено этическим комитетом ФГБУН УНПЦ РМ (протокол № 2 от 27 июня 2022 г.). Пробы пуповинной крови отбирали в ГБУЗ «Областной перинатальный центр», периферической крови — ГБУЗ «Станция переливания крови» ФМБА России в г. Челябинск в соответствии с Постановлением Правительства РФ N 331. Работа с животными выполнена с учетом Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых в экспериментальных и других научных целях (1986 г., Страсбург), Директивы 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского союза от 22.09.2010 по охране животных, используемых в научных целях.
Оценка персонифицированной реакции клеток, тканей и организма на радиационное воздействие является важной проблемой радиобиологии и радиационной защиты. Целью исследования было разработать метод оценки персонифицированной реакции гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) человека в модели гуманизированных мышей. ГСК пуповинной или периферической крови вводили иммунодефицитным мышам NOD SCID. После острого внешнего гамма-облучения в дозах 0,5 Гр, 1 Гр и 1,5 Гр оценивали число ГСК (CD34+-клеток), созревающих и зрелых лейкоцитарных клеток CD45+, долю ГСК среди всех CD45low/+-клеток через трое суток (период максимальной гибели) и 14 суток (период активного восстановления) после облучения. Методом регрессионного анализа рассчитывали зависимость показателей от дозы облучения. Описана экспоненциальная зависимость выживаемости ГСК человека у гуманизированных мышей через трое суток после облучения (R2 = 0,93; F = 211; p < 0,01), линейная зависимость от дозы количества ГСК на 14-е сутки после облучения (R2 = 0,65; F = 12,9; p = 0,01). В качестве показателя, отражающего гибель ГСК и восстановление их числа и функциональной активности, предложен коэффициент К14/3, равный отношению доли ГСК среди всех CD45low/+-клеток человека на 14-е сутки после облучения к этому параметру на третьи сутки. К14/3 имел обратную зависимость от дозы облучения (R2 = 0,57; F = 13,3; p = 0,004), был выше у радиорезистентных мышей и в модели индуцированной цистеамином радиорезистентности у гуманизированных мышей. Модель мышей, гуманизированных ГСК периферической крови, может быть использована для оценки персонифицированных реакций ГСК на острое внешнее гаммаоблучение на основе применения показателя К14/3, данных о выживаемости и восстановлении ГСК.
Ключевые слова: гемопоэтические стволовые клетки, острый радиационный синдром, гуманизированные мыши, индивидуальная радиочувствительность