بررسی اثر محافظت‌کنندگی لیکوپن، برآسیب‌های کروموزومی و مرگ سلولی ناشی از تابش پرتوهای یونیزان در سلول‌های فیبروبلاست انسانی در محیط کشت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه ژنتیک، دانشکدة پزشکی، مرکز تحقیقات سلولی مولکولی، دانشگاه علوم پزشکی جندی‌شاپور اهواز، ایران.

10.22118/jsmj.2011.55461

چکیده

زمینه و هدف: لیکوپن یکی از مؤثرترین آنتی­اکسیدان­ها است. به­علاوه لیکوپن، یک رنگدانة قرمز و محلول در چربی است که در برخی از گیاهان و میکروارگانیسم­ها یافت می­شود. مطالعات متعددی توانایی لیکوپن را برای حفاظت از سلول در مقابل آسیب­های ناشی از پرتوهای یونیزان نشان داده اند، اما مکانیسم عمل حفاظتی آن به­خوبی روشن نیست. در این مطالعه، اثر لیکوپن برای مقابله با سیتوتوکسیسیتی و ژنوتوکسیسیتی ناشی از تابش پرتوهای گاما بر سلول­های فیبروبلاست انسانی مورد بررسی قرار گرفته است.
روش بررسی: سه گروه از سلول­ها، تحت تابش دوزهای 1، 2 و 4 گری قرار داده شدند و سه گروه دیگر از سلول­ها قبل از تابش هر دوز، تحت تیمار با غلظت­های مختلف لیکوپن (2، 10 و 20 میکرومولار) واقع شدند. سیتوتوکسیسیتی سلول­ها با استفاده از آزمایش بقاء کولونی و ژنوتوکسیسیتی سلول­ها با استفاده از آنالیز گسترة کروموزومی در مرحلة متافاز مورد بررسی قرار گرفت.  
یافته­ها: آزمایش بقای سلولی نشان داده است که با افزایش دوز پرتوهای گاما (1، 2 و4 گری) مرگ سلولی نیز افزایش یافته است، درحالی که تیمار سلول­ها با لیکوپن (2، 10 و 20 میکرومولار) قبل از تابش اشعه، موجب کاهش مرگ سلولی و حفاظت آنها در مقابل پرتوهای گاما شده است. لیکوپن، همچنین موجب کاهش شکست­های کروماتیدی و کروموزومی شده است. بیشترین تأثیر لیکوپن در محافظت از سلول­ها و کروموزوم­ها، در غلظت 10 میکرومولار بوده است.
نتیجه­گیری: این نتایج، نشان می­دهد که تیمار سلول­ها قبل از تابش پرتوهای یونیزان با لیکوپن از مرگ سلول­ها و آسیب به DNA، محافظت می­کند و این خاصیت محافظت­کنندگی به غلظت لیکوپن نیز بستگی دارد. بنابراین، لیکوپن از ناپایداری ژنتیکی ناشی از تأثیر پرتوهای یونیزان، جلوگیری می­کند و از این طریق می­تواند در کاهش اثر سرطان­زایی پرتوهای یونیزان نیز مؤثر باشد.
م ع پ 1390؛‌10(5): 573-581

کلیدواژه‌ها


 

1-Salvo N, Barnes E, Van Draanen J, Stacey E, Mitra G, Breen D, et al. Prophylaxis and management of acute radiation-induced skin reactions: A systematic review of the literature. Curroncol. 2010; 17: 94-112. [PMID: 20697521]

2-Pandey BN, Lathika KM, Mishra KP. Modification of radiation-induced oxidative damage in liposomal and microsomal membrane by eugenol. Radiat Phys Chem. 2006; 75: 384-91.

3-Jagetia GC, Reddy TK. Modulation of radiation-induced alteration in the antioxidant status of mice by naringin. Life Sci. 2005; 77(7): 780-94. [PMID: 15936352]

4-Mahoney BL, Meek K, Lees-Miller SP. Repair of ionizing radiation-induced DNA double strand breaks by non-homologus end-joining. Biochem J. 2009; 417(3): 639-50. [PMID: 19133841]

 

5-Nair C, Parida D, Nomura T. Radioprotectors in radiotherapy. Journal of  Radiation Research. 2001; 42: 21-37. [PMID: 11393887]

6-Delanty N, Dichter MA. Antioxidant therapy in neurologic disease. Arch Neurol. 2000; 57: 1265-70 [PMID: 109987892]

7-Srinivasana M, Ram SA, Raveendran PK, Raghu KP, Sudhakarand PR, Menon VP. Lycopene as a natural protector against γ-radiation induced DNA damage, lipid peroxidation and antioxidant status in primary culture of isolated rat hepatocytes in, vitro. Biochim Biophys Acta. 2007; 1770(4): 659-65. [PMID: 17189673]

8-Valko M, Leibfritz D, Moncol J, Cronin MT, Mazur M, Telser J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. Int J Biochem Cell Biol. 2007; 39: 44-84. [PMID: 16978905]

9-Yoshihara D, Fujiwara N, Suzuki K. Antioxidants: Benefits and risks for long-term health. Maturitas. 2010; 67(2): 103-7. [PMID: 20627629]

10-Holic CN, Giovannucci EL, Ronser B, Stampfer MJ, Michaud DS. Prospective study of intake of fruits, vegatables and carotenoids and the risk of adult glioma. Am J Nutr. 2007; 85(3): 864-77. [PMID= 17344512]

11-Rao AV, Agarwal S. Role of antioxidant lycopene in cancer and heart disease. J Am Coll Nutr. 2000; 19: 563-69. [PMID: 9795972]

12-Boonsiri P, Poart J, Tangrassameeprasert R, Hongsprabhas P. Serum beta-carotene, lycopene and alpha-tocopherol levels of healthy people in northeast Thailand. Asia Pac J Clin Nutr. 2007; 16(1): 47-51. [PMID:17392076]

13-Wu X, Beecher GR, Holden  JM, Haytowitz DB, Gebhardt SE, Prior RL. Lipophilic and hydrophilic antioxidant capacities of common foods in the united states. J Agric Food Chem. 2004; 52(12): 4026-37. [PMID: 15186133]

14-Arab L, Steck S. Lycopene and cardiovascular disease. Am J Clin Nutr. 2000; 71(6): S1691-5. [PMID:10837319]

15-Cohen LA. A reviw of animal model studies of tomato carotenoids, lycopene and cancer chemoprevention. Exp Biol Med. 2002; 227: 864-8. [PMID:12424327]

16-Yaping  Z, Suping  Q, Wenli Y, Zheng X, Hong S, Side Y, et al.  Antioxidant activity of lycopene extracted from tomato paste towards trichloromethyl peroxyl radical CCl3O2. Food Chemistry. 2002; 77: 209-12.

17-Saberi A, Hochegger H, Szuts D, Lan L, Yasui A, Sale JE, et al. RAD18 and poly (ADP-ribose) polymerase independently suppress the access of nonhomologous end joining to double-strand breaks and facilitate homologous recombination-mediated repair. Mol Cell Biol. 2007; 27: 2562-71. [PMID: 17242200]

18-Dracopoli NC, Bruns GA, Brodeur GM, Landes GM, Matise TC, Seldin MF, et al. Report and abstracts of  the First International Workshop on Human Chromosome 1 Mapping 1994. Bethesda, Maryland, March 25-27. Cytogenet Cell Genet. 1994; 67: 144-65. [PMID: 8062592]

19-Testard I, Ricoul M, Hoffschir F, Flury-Herard A, Dutrillaux B, Fedorenko B, et al. Radiation-induced chromosome damage in astronaut's lymphocyte. Int J Radiat Biol. 1996; 70(4): 403-11. [PMID: 8862451]

20-Halliwell B. Effect of diet on cancer development: is oxidative DNA damage a biomarker?. Free Radic Biol Med. 2002; 32: 968-74. [PMID: 12008112]

21-Rao A, Agarwal S. Bioavailability and in vivo antioxidant properties of lycopene from tomato products and their possible role in the prevention of cancer. Nutr Cancer. 1998; 31. [PMID: 9795972]

22-Kumar KB, Kuttan R. Protective effect of an extract of Phyllanthus amarus against radiation-induced damage in mice. J Radiat Res. 2004; 45:133-9. [PMID: 15133301] 

23-Atessahin A, Karahan I, Turk G, Gur S, Yilmaz S, Ceribasi AO. Protective role of lycopene on cisplatin-induced changes in sperm characteristics, testicular damage and oxidative stress in rats. Reprod Toxicol. 2006; 21(1): 42-7. [PMID:15979841]

24-Aslanturk OS, Celic TA. Preventive Effect of Lycopene on Chromosome Aberrations in Allium cepa. Pak J Biol Sci. 2005; 8: 482-6.

25-Dusinská M, Kazimírová A, Barancoková M, Beno M, Smolková B, Horská A, et al. Nutritional supplementation with antioxidants decreases chromosomal damage in human. Mutagenesis. 2003; 18(4): 371-6. [PMID: 12840111]

26-EL-Ashmawy IM, El-Nahas AF, Salama OM. Grape seed extract prevents gentamicin-induced nephrotoxicity and genotoxicity in bone marrow cells of mice. Basic Clin Pharmacol Toxicol. 2006; 99(3): 230-6. [PMID: 16930296]

27-Riso P, Pinder A, Santangelo A, Porrini M. Does tomato consumption effectively increase the resistance of lymphocyte DNA to oxidative damage?. Am J Clin Nutr. 1999; 69:712-8. [PMID: 10197573]

28-Silva CR, Antunes LM, Bianchi ML. Antioxidant action of bixin against cisplatin-induced chromosome aberrations and lipid peroxidation in rats. Pharmacol Res. 2001; 43: 561-60. [PMID: 11419966]

29-Cavusoglu K, Yalcin E. Radioprotective effect og lycopene on chromosome aberrations (CAs) induced by gamma radiation in human lymphocyte. J Environ Biol. 2009; 30(1): 113-7. [PMID: 20112872]