Онкология
Направленное фемтосекундное лазерное излучение индуцирует двунитевые разрывы ДНК в опухолевых клетках человека
Ю.А.Федотов1,2, А.Д.Залесский1, Е.И.Яшкина1,2, Ю.А.Зрилова2, А.Н.Осипов1,2 - 745-749
1ФИЦ химической физики им. Н.Н.Семенова РАН, Москва, РФ; 2ГНЦ РФ — Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И.Бурназяна ФМБА России, Москва
В работе изучали образование двунитевых разрывов ДНК (ДР ДНК), индуцированных фемтосекундным лазерным излучением в клетках аденокарциномы лёгкого человека линии A549, с использованием иммуноцитохимического окрашивания образующихся треков специфического белка-маркера ДР ДНК — фосфорилированной киназы АТМ (фосфо-АТМ). Дополнительно исследовали солококализацию треков фосфо-АТМ с треками белка γH2AX. Иммуноцитохимический анализ показал, что через 30 мин после облучения клеток фемтосекундными импульсами с энергией 1 и 2 нДж (плотность мощности излучения 2×1011 и 4×1011 Вт×см—2 соответственно) наблюдается образование треков, состоящих из белков фосфо-АТМ и γН2AX, локализованных в местах прохождения луча лазера по клеточным ядрам. Наличие треков фосфо-АТМ, солокализованных с γН2AX, позволяет сделать заключение о том, что воздействие сфокусированным фемтосекундным инфракрасным лазерным излучением с энергией импульсов 1-2 нДж приводит к образованию ДР ДНК в облученных клетках.
Ключевые слова: фемтосекундное лазерное излучение; двунитевые разрывы ДНК; γН2АХ; фосфо-АТМ; опухолевые клетки
Адрес для корреспонденции: andreyan.osipov@gmail.com Осипов А.Н.
DOI: 10.47056/0365-9615-2021-172-12-745-749
Tightly focused femtosecond laser radiation induces DNA double-strand breaks in human tumor cells
Yu. A. Fedotov1,2, A. D. Zalessky1, E. I. Yashkina1,2, Yu. A. Zrilova2, and A. N. Osipov1,2
1N. N. Semenov Federal Research Center of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; 2A. I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center, Federal Medical-Biological Agency, Moscow, Russia
To assess the prospects for using femtosecond laser radiation for biomedical purposes, it is necessary to understand the mechanisms of its action on living cells. The aim of this work was to study the formation of critical DNA damage — double-strand breaks (DSBs), induced by femtosecond laser radiation in human lung adenocarcinoma cells of the A549 line, using immunocytochemical staining of the resulting tracks of a specific DSBs marker protein phospho-ATM. Additionally, colocalization of phospho-ATM tracks with γH2AX protein tracks was studied. The results of immunocytochemical analysis showed that 30 min after irradiation of cells with femtosecond pulses with energies of 1 and 2 nJ (the radiation power density was 2×1011 and 4×1011 W×cm—2, respectively), the formation of tracks consisting of the proteins phospho-ATM and γH2AX is observed, localized in the places where the laser beam passes through the cell nuclei. The presence of phospho-ATM tracks co-localized with γH2AX allows us to conclude that exposure to focused femtosecond infrared laser radiation with a pulse energy of 1-2 nJ leads to the formation of DNA DSBs in irradiated cells.
Key Words: femtosecond laser radiation; double-strand DNA breaks; γH2AX; phospho-ATM; tumor cells