Исследователи из онкологического центра Вандербильта-Инграма обнаружили механизм, который помогает объяснить, как литий, препарат, широко используемый для лечения биполярного расстройства настроения, также защищает мозг от повреждений, возникающих во время лучевой терапии.
В выпуске журнала клинических исследований от 1 мая, Fen Xia, M.D., Ph.D., и его коллеги показывают, что литий способствует восстановлению ДНК в здоровых клетках, но не в опухолевых клетках головного мозга. Результаты показывают, что лечение литием может предложить способ защиты здоровой ткани мозга от повреждений, которые могут возникнуть во время лечения краниальной лучевой терапией.
Облучение черепа является частью стандартной терапии как при первичных, так и при метастатических опухолях головного мозга. Однако, как и все методы лечения, облучение часто вызывает долгосрочные побочные эффекты. В частности, сообщалось о неврологических нарушениях, включая снижение IQ, трудности с обучением и потерю памяти, особенно у детей, лечившихся от рака мозга. Радиационно-индуцированное повреждение здоровых клеток гиппокампа, структуры мозга, имеющей решающее значение для обучения и памяти, является одним из вероятных источников этих дефицитов.
Эти когнитивные нарушения оказывают долгосрочное влияние на качество жизни выживших, отмечает Ся, доцент кафедры радиационной онкологии и биологии рака.
«Поскольку эти пациенты теперь могут жить дольше и выздоравливают, снижение долгосрочной токсичности становится все более важным», – сказала она.
Исследователи искали агенты, которые могли бы защитить здоровую ткань мозга от радиационного повреждения. Ранее следователи Вандербильта-Инграма во главе с Деннисом Халлаханом, М.D., заведующий кафедрой радиационной онкологии и профессор исследований рака Ингрэма – обнаружил, что обработка литием защищает культивируемые нейроны гиппокампа от радиационно-индуцированной гибели клеток и улучшает когнитивные способности у облученных мышей.
Но как литий защищает от радиационных повреждений, неясно.
Радиация убивает опухолевые клетки, повреждая их ДНК, но также может атаковать ДНК здоровых клеток. Одним из наиболее серьезных типов повреждения ДНК является хромосомный двухцепочечный разрыв (DSB), при котором обе цепи двойной спирали разрываются. Даже один неотремонтированный DSB может быть смертельным для клетки. К счастью, у организма есть несколько способов восстановить поврежденную ДНК.
Ся, чья лаборатория изучает механизмы репарации ДНК в нормальных и опухолевых клетках, подозревал, что литий может влиять на репарацию ДНК после радиационно-индуцированного повреждения.
Работая с Эдди Янгом, М.D., Ph.D., резидент отделения радиационной онкологии и Американский совет по радиологии, научный сотрудник Holman Research, а также постдокторский научный сотрудник Hong Wang, M.D., Ph.D., Ся и его коллеги исследовали репарацию ДНК в обработанных литием нейронах гиппокампа мышей, подвергшихся облучению.
Они обнаружили, что литий не предотвращает образование DSB, но способствует определенному типу репарации ДНК – так называемой репарации негомологичного соединения концов (NHEJ), которая является преобладающим механизмом репарации, используемым нормальными нейронами. Ся и его коллеги продемонстрировали биохимические и генетические доказательства того, что радиационно-индуцированные DSB восстанавливались с большей эффективностью в обработанных литием клетках через путь NHEJ.
Однако ни один из этих эффектов не наблюдался в злокачественных клетках глиомы (опухоли головного мозга), предположительно потому, что раковые клетки обычно используют другой механизм восстановления ДНК, сказал Ся.
Исследователи подтвердили эти результаты на мышах, получавших краниальную радиацию. Результаты показывают, что литий защищает здоровые нейроны гиппокампа, способствуя NHEJ-опосредованной репарации ДНК, но литий не оказывает защитного эффекта на исследованные опухолевые клетки мозга.
Поскольку некоторые опухоли устойчивы к радиации, Ся надеется, что лечение литием может предоставить способ увеличить дозу радиации до уровней, которые убивают опухолевые клетки, защищая при этом здоровую ткань мозга. Команда начинает исследование безопасности и осуществимости лечения литием у пациентов с глиомой низкой степени злокачественности или метастазами в головной мозг от мелкоклеточного рака легкого.
«Сейчас проблема в том, что мы не можем полностью убить опухоль, потому что токсичность для нормальных тканей ограничивает дозу», – сказал Ся. “Итак, если мы сможем защитить нормальные ткани, мы надеемся дать более высокую дозу опухоли.”
Источник: Медицинский центр Университета Вандербильта (новости: в сети)