Sensibilidad cromosómica y dosimetría biológica con técnicas de FISH

Abstract

Las radiaciones ionizantes inducen lesiones en el ADN y su reparación puede originar alteraciones cromosómicas como dicéntricos y translocaciones. La frecuencia de cromosomas dicéntricos en linfocitos de sangre periférica en relación a la dosis de exposición, se ajusta a un modelo lineal cuadrático, y es por ello que estas alteraciones pueden utilizarse para estimar la dosis de exposición a radiaciones ionizantes (dosimetría biológica). <br/>Las técnicas de FISH y en particular el pintado cromosómico, permiten una fácil detección de translocaciones y dicéntricos, siendo por lo tanto útiles en el campo de la dosimetría biológica. La aplicación de esta técnica, parte de la hipótesis de que las roturas cromosómicas inducidas por las radiaciones ionizantes se producen al azar, y por lo tanto los diferentes cromosomas se verán más o menos afectados según su contenido de ADN. Esta hipótesis fue la base del primer estudio realizado, en el cual se valoraron las alteraciones inducidas por 5 Gy de rayos X en linfocitos de sangre periférica, analizándose con pintado cromosómico todos los cromosomas humanos de forma independiente. Los resultados obtenidos indican que las frecuencias observadas de alteraciones no se ajustan al contenido relativo de ADN de cada cromosoma, mientras que si muestran un buen ajuste con el (contenido relativo de ADN)2/3.<br/>La aplicación de estas técnicas, ha llevado al desarrollo de nuevas nomenclaturas (S&S y PAINT), a parte de la nomenclatura convencional (ISCN), para describir las alteraciones cromosómicas observadas. Por este motivo nos planteamos elaborar curvas dosis-efecto para siete de las alteraciones descritas con estas nomenclaturas. Los resultados de este estudio indican que para dosimetría biológica, las curvas de translocaciones y dicéntricos con nomenclatura convencional, así como las de dicéntricos con nomenclatura PAINT, son las más adecuadas.<br/>La gran ventaja que ofrecen las técnicas de FISH, es el rápido análisis de las translocaciones. Dado que las células con translocaciones son más perdurables en el tiempo que las que contienen dicéntricos, se ha sugerido que el análisis de translocaciones es útil para casos de exposiciones ocurridas en el pasado y para estudios de exposiciones crónicas a radiaciones ionizantes. En el tercer trabajo se estudió una población ocupacionalmente expuesta a radiaciones ionizantes, mediante el análisis de translocaciones con técnicas de FISH. A las dosis recibidas por los individuos de esta población (38 mSv de dosis media acumulada), no existen diferencias con respecto a la población control. El motivo principal es que la frecuencia basal de translocaciones es elevada, lo que imposibilita realizar estimaciones individuales a estos niveles de exposición. Sin embargo, la dosis colectiva recibida, estimada mediante dosimetría biológica, fue de 38 mSv para translocaciones totales, y por tanto coincide con la estimación física.

Ionising radiation induces injuries at DNA, and their repair can originate chromosomal aberrations like dicentrics and translocations. The frequency of dicentrics in relation with the absorbed dose of ionising radiation, fits to a linear-quadratic model. For this reason these aberrations can be used to estimate the dose of an exposure to ionising radiation (biological dosimetry).<br/>FISH techniques, particularly chromosome painting, allow an easy detection of translocations and dicentrics, being therefore useful for biological dosimetry. The use of this technique is based on the hypothesis that chromosomal breakage induced by ionising radiation is random distributed, and therefore the different chromosomes will be more or less affected according to their DNA content. This hypothesis was the aim of the first study, in which the aberrations induced by 5 Gy of X-rays were evaluated in peripheral lymphocytes, analysing by painting all the human chromosomes independently. The results indicate that the observed frequencies of aberrations do not fit to the relative DNA content of each chromosome. However a good fit with (relative DNA content )2/3 was obtained.<br/>The use of these techniques, has led to the appearance of new nomenclatures (S&S and PAINT), in addition to the conventional nomenclature (ISCN), to describe the chromosome aberrations observed. For this reason we have elaborated seven dose-effect curves with the aberrations described by these new nomenclatures. The results indicate that for biological dosimetry studies, the translocation and dicentric curves with conventional nomenclature, and the dicentric curve with nomenclature PAINT, are the most useful.<br/>With FISH techniques, the analysis of translocations is very fast. Because cells with translocations are more stable than cells carrying dicentrics, the analysis of translocations is useful in the study of past or chronic exposures to ionising radiation. The third study carried out has been the evaluation of an occupational exposed population to ionising radiation, by the analysis of translocations with FISH techniques. The results indicate that at the physical recorded doses of this population (average of 38 mSv for the accumulated dose), do not exist difference in relation to the control population. The main reason is the elevated basal frequency of translocations, which disables to make individual estimations at these levels of exposure. However, the collective biological dosimetry for total translocations, gave an estimated dose of 38 mSv, similar to the physically recorded dose.