Efeitos da radiação ionizante em culturas celulares de amniócitos humanos

Abstract

Introdução: Desde a descoberta dos raios X no início do século 20, os efeitos da radiação sobre as células vivas têm sido objecto de intensa pesquisa. Células, quando expostas à radiação, sofrem alterações físicas, químicas e biológicas. Dos diferentes tipos de radiação, a ionizante é potencialmente perigosa, devido à sua capacidade de produção de iões causadores de danos biológicos. Objectivo: O objectivo deste trabalho é estudar os efeitos da radiação ionizante em linhas celulares. Metodologia: A irradiação das linhas celulares foi realizada em linfoblastos humanos (ATCCRPMI- 7666), amniócitos humanos obtidos de culturas primárias e células de adenocarcinoma colorretal (ATCC-CCL-218/WiDr). Essas células foram expostas à radiação ionizante de uma fonte externa de tecnécio-99-metaestável (99mTc), com doses variáveis de exposição. Os efeitos da radiação foram avaliados através da metodologia de citometria de fluxo utilizando diferentes fluorocromos. Um ensaio clonogénico também foi realizado para estudar a sobrevivência celular nos amniócitos e nas células WiDr. O estudo dos efeitos bystander foi realizado nas células WiDr usando um protocolo de transferência de meio. Resultados: Através da citometria de fluxo, observou-se uma diminuição da viabilidade celular, dependente do tempo, por mecanismos dependentes de apoptose/necrose, com uma percentagem mais elevada em linfoblastos; as espécies reactivas de oxigénio aumentam com o tempo após a irradiação, enquanto as defesas oxidantes aumentaram apenas até quatro horas depois, com posterior diminuição; houve um aumento na proporção de monómeros/agregados dependente do tempo que está relacionada com a redução do potencial de membrana mitocondrial. No ensaio clonogénico registou-se uma diminuição da sobrevivência celular. Para o efeito bystander observamos uma tendência de diminuição do SF nas células WiDr, relacionada com a dose de exposição. A radiação não parece afectar o crescimento celular, visto que as culturas de amniócitos mantiveram a sua confluência. Conclusão: A radiação ionizante induz efeitos idênticos em amniócitos e linfoblastos, embora os amniócitos sejam menos sensíveis à radiação. Estes efeitos são mais evidentes após a irradiação. Há uma diminuição da viabilidade celular, que está correlacionada com a dose de exposição de radiação.

Introduction: Since the discovery of the X rays in the beginning of the 20th Century, the effects of radiation on living cells have been subject of intense research. Cells, when exposed to radiation, undergo chemical, physical and biological alterations. From the different types of radiation, the ionizing is potentially dangerous because its capacity of production ions inducers of biological damage. Aim: The aim of this work is to study ionizing radiation cell effects in cellular lines. Material and Methods: Cellular irradiation was performed using a human lymphoblast cell line (ATCC–RPMI-7666), human amniocytes and colorectal adenocarcinoma cells (ATCCCCL- 218/WiDr). These cells were exposed to ionizing radiation from an external source of 99mTc, with variables exposure doses. The radiation effects were evaluated through flow cytometry methodology using different fluorocromes. A clonogenic assay was also performed to study the cellular survival in the amniocytes and WiDr cells. The study of bystander effects was performed in the WiDr cells using a medium transfer protocol. Results: Through flow cytometry we observed a decrease on cell viability time dependent by mechanisms of apoptosis/necrosis, with a higher percentage in lymphoblasts; reactive oxygen species increase with time after irradiation while oxidant defenses increase only until 4 hours after, and then decrease; an increase of monomers/aggregates ratio time dependent which is correlated with a mitochondrial membrane potential decrease. In the clonogenic assay it was reported a diminution of the cellular survival. For the bystander effect we observed a SF diminution tendency in the WiDr cells, correlated with the exposure dose. Radiation did not seem to affect growth since amniocytes cultures kept their confluency. Conclusion: Ionizing radiation induces identical effects in amniocytes comparing with lymphoblasts, although amniocytes are less sensible to radiation. These observed effects are more evident right after irradiation. There is a decrease of cell viability that is correlated with the exposure dose of radiation