Экспериментальная модель для оценки эффективности радиопротекторов в биомедицинских исследованиях

Обоснование. Радиобиологические исследования, посвящённые химическим радиопротекторам, являются актуальными при исследовании радиационных поражений и в практической медицине при лучевой терапии онкологических пациентов. Подбор оптимальной экспериментальной модели необходим для оценки влияния радиопротекторов на гемопоэз и является важной задачей.
Цель исследования. Анализ возможности применения рыб Danio rerio как тест-объекта для оценки эффективности защитного действия радиопротекторов от ионизирующего излучения с помощью проведения эритроцитарного микроядерного теста.
Материал и методы. Работа проведена на аквариумных рыбах Danio rerio. Семь групп двухмесячной молоди рыб Danio (n = 35), а также взрослые рыбы подвергались воздействию рентгеновского излучения в дозах 0 Гр (контроль), 1,0 Гр, 2,0 Гр, 3,0 Гр, 4,0 Гр, 6,0 Гр и 8,0 Гр для определения частоты встречаемости микроядер в эритроцитах периферической крови через 72 часа после облучения.
Результаты. Значения частоты встречаемости микроядер в эритроцитах Danio rerio носили дозозависимый характер. У молоди, как и у взрослых рыб, увеличение дозы ионизирующего облучения до 4 Гр приводило к резкому увеличению частоты встречаемости микроядер в эритроцитах. Взрослые Danio rerio были более радиорезистентными: количество образующихся в эритроцитах микроядер у двухмесячной молоди превосходило частоту встречаемости микроядер у взрослых рыб.
Заключение. Модель с использованием молоди рыб Danio rerio как лабораторного тест-объекта для оценки эффективности защитного действия радиопротекторов от ионизирующего излучения с помощью проведения эритроцитарного микроядерного теста может быть рекомендована для апробации действия медицинских препаратов при поражениях радиацией, а также при оценке возможности их применения при лучевой терапии у онкологических больных.

1. Omelchuk N. Effect of the Rs-10 radioprotector on proteinsteroid interaction in irradiated animals with biphasic adrenocortical response to irradiation. Qubahan Academic Journal (QAJ). 2023; 3(4): 70-76. doi: 10.48161/qaj.v3n4a163

2. Omelchuk NN. Significance of corticosteroids binding to blood plasma proteins in the mechanism of the RS-10 radioprotector affecting the function of the adrenal cortex. Gac Méd Caracas. 2023; 131(3): 603-611. doi: 10.47307/GMC.2023.131.3.12

3. Hernández-Silva D, Alcaraz-Pérez F, Pérez-Sánchez H, Cayuela ML. Virtual screening and zebrafish models in tandem, for drug discovery and development. Expert Opin Drug Discov. 2023; 18(8): 903-915. doi: 10.1080/17460441.2022.2147503

4. Ливанова А.А., Завирский А.В., Кравцов В.Ю. Danio rerio как экспериментальная модель в радиобиологии. Радиационная биология, радиоэкология. 2020; 60(2): 163-174.

5. Dash SN, Patnaik L. Flight for fish in drug discovery: A review of zebrafish-based screening of molecules. Biol Lett. 2023; 19(8): 20220541. doi: 10.1098/rsbl.2022.0541

6. Cahill T, da Silveira WA, Renaud L, Williamson T, Wang H, Chung D, et al. Induced torpor as a countermeasure for low dose radiation exposure in a zebrafish model. Cells. 2021; 10(4): 906. doi: 10.3390/cells10040906

7. Есин T.А. Определение некоторых характеристик Danio rerio как in vivo модели для радиобиологических исследований. FORCIPE. 2020; (2): 544-545.

8. Valcarce DG, Sellés-Egea A, Riesco MF, De Garnica MG, Martínez-Fernández B, Herráez MP, et al. Early stress exposure on zebrafish development: Effects on survival, malformations and molecular alterations. Fish Physiol Biochem. 2024; 50(4): 1545-1562. doi: 10.1007/s10695-024-01355-0

9. Choi TY, Choi TI, Lee YR, Choe SK, Kim CH. Zebrafish as an animal model for biomedical research. Exp Mol Med. 2021; 53(3): 310-317. doi: 10.1038/s12276-021-00571-5

10. Hoo JY, Kumari Y, Shaikh MF, Hue SM, Goh BH. Zebrafish: A versatile animal model for fertility research. BioMed Res Int. 2016; 2016: 9732780. doi: 10.1155/2016/9732780

11. Habjan E, Schouten GK, Speer A, van Ulsen P, Bitter W. Diving into drug-screening: Zebrafish embryos as an in vivo platform for antimicrobial drug discovery and assessment. FEMS Microbiol Rev. 2024; 48(3): fuae011. doi: 10.1093/femsre/fuae011

12. Lubin A, Otterstrom J, Hoade Y, Bjedov I, Stead E, Whelan M, et al. A versatile, automated and high-throughput drug screening platform for zebrafish embryos. Biol Open. 2021; 10(9): bio058513. doi: 10.1242/bio.058513

13. Качанов Д.А., Лакеенков Н.М. Danio rerio (zebrafish) как универсальный модельный объект в доклинических исследованиях. FORCIPE. 2018; 1(1): 49-54.

14. Смородинская С.В., Симаков Ю.Г. Изменение структуры ДНК и морфологии ядер эритроцитов Danio rerio при загрязнении водной среды бихромата калия. Питание 2035. Физиология, биофизика и биотехнология: Сборник материалов научно-практической конференции. Тамбов; 2019: 110-115.

15. Методические указания по разработке нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения. М.; 2009.

16. Булгакова Я.В., Дорохов Е.В., Косолапова И.В., Мануковская О.В. Микроядерный тест буккального эпителия как метод скрининга в онкологии. Вестник Авиценны. 2018; 20(1): 47-51.

17. Зверева Д.Е. Использование микроядерного теста при оценке генотоксических свойств лекарственных веществ. Вестник молодых ученых и специалистов Челябинской области. 2019; 2(25): 10-20.

18. Мавликеев М.О., Киясов А.П., Деев Р.В., Чернова О.М., Емелин А.М. Гистологическая техника в патоморфологической лаборатории. М.: Практическая медицина; 2023.

19. Методы испытания по воздействию химической продукции на организм человека. Микроядерный тест на клетках млекопитающих in vitro: Межгосударственный стандарт ГОСТ 32635. М.: Стандартиформ; 2020.

20. Автандилов Г.Г. Компьютерная микротелефотометрия в диагностической гистоцитопатологии. М.: РМАПО; 1996.

21. Утемисова А.А., Романов П.Ю. Некоторые методы построения кривых Безье. Математическое и программное обеспечение систем в промышленности и социальных сферах. 2018; 6(1): 20-24.

22. Исаев Д.А., Гурьев Д.В., Блохина Т.М., Яшкина Т.И., Осипов А.Н. Эмбриологические и тератологические эффекты излучения у рыб (Danio rerio). Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2020; 65(6): 11-16.

23. Ting Goh VS, Fujishima Y, Nakayama R, Takebayashi K, Yoshida MA, Kasai K, et al. Manual scoring with shortened 48 h cytokinesis-block micronucleus assay feasible for triage in the event of a mass-casualty radiation accident. Radiat Res. 2023; 199(4): 385-395. doi: 10.1667/RADE-22-00191.1

24. Маркина Т.Н., Аклеев А.В., Веремеева Г.А. Пролиферационная активность и клеточный цикл лимфоцитов периферической крови (ЛПК) человека и отдаленные сроки после хронического радиационного воздействия. Радиация и риск. 2011; 20(1): 40-57.

25. Anbumani S, Mohankumar MN. Gamma radiation induced micronuclei and erythrocyte cellular abnormalities in the fish Catla catla. Aquat Toxicol. 2012; 122-123: 125-132. doi: 10.1016/j.aquatox.2012.06.001