Gängige medizinische Bildgebungsverfahren verwenden niedrige Strahlungsdosen, die als sicher gelten. Eine neue Studie stellt jedoch fest, dass diese Dosen in menschlichen Zellkulturen Brüche erzeugen, die es zusätzlichen DNA-Stücken ermöglichen, sich in das Chromosom zu integrieren. Roland Kanaar und Alex Zelensky vom Erasmus University Medical Center und Oncode Institute und Kollegen berichten diese neuen Ergebnisse in einer Studie, die am 16. Januar in PLOS Genetics veröffentlicht wurde.
Wissenschaftler wissen seit langem, dass die Exposition von Zellen gegenüber hohen Dosen ionisierender Strahlung Mutationen erzeugt, indem Doppelstrangbrüche erzeugt werden, die externe DNA-Segmente einlassen. Diese fremden DNA-Fragmente können im Zellkern vorkommen und von natürlichen Prozessen wie der genomischen DNA-Reparatur und Virusinfektionen übrig bleiben. In der neuen Studie untersuchten die Forscher, ob niedrige Dosen ionisierender Strahlung schädliche Nebenwirkungen durch die Bestrahlung von im Labor gezüchteten menschlichen und Mauszellen haben. Als sie die Zellen zählten, die fremde DNA aufgenommen hatten, stellten sie fest, dass niedrige Strahlungsdosen im oberen Bereich gängiger Diagnoseverfahren Mutationen durch eingefügte DNA sogar noch effizienter hervorrufen als die viel höheren Dosen, die zuvor untersucht wurden.
Während die neuen Ergebnisse in Zellkulturen potenziell besorgniserregend sind, betonen die Autoren der Studie, dass es verfrüht ist, die Auswirkungen der Strahlung auf im Labor gezüchtete Zellkulturen auf Auswirkungen im Körper zu übertragen. Zukünftige Experimente mit Tiermodellen werden notwendig sein, um die vollen Auswirkungen von Niedrigdosis-Strahlung zu bestimmen und festzustellen, ob ihre Verwendung in der medizinischen Bildgebung Auswirkungen auf die Gesundheit der Patienten hat. Wenn das gleiche Phänomen im Körper auftritt, müssen Ärzte bei der Beurteilung des Risikos eines Patienten aufgrund eines Verfahrens, das eine Bestrahlung erfordert, möglicherweise die Menge an fremder DNA berücksichtigen, z. B. die aus einer langfristigen Virusinfektion
"Die meisten molekularbiologischen Forschungen konzentrieren sich auf hohe Dosen ionisierender Strahlung, die für die Krebsbehandlung relevant sind, während die Auswirkungen physiologisch relevanter Strahlungsdosen auf die Zelle auf molekularer Ebene bekanntermaßen schwierig zu untersuchen sind", sagte der Autor Roland Kanaar. „Unsere Entdeckung, dass die mutagene Insertion fremder DNA in das Zellgenom bemerkenswert auf Dosen reagiert, die während diagnostischer und nicht therapeutischer Verfahren auftreten, bietet ein neues einfaches und empfindliches Werkzeug, um ihre Folgen zu untersuchen, und enthüllte überraschende molekulargenetische Details darüber, wie Zellen mit natürlichen Mengen umgehen von DNA-Schäden."
