DNA-Doppelstrangbrüche nach interventionsradiologischen Eingriffen

Ionisierende Strahlung kann zu einer Reihe von schädigenden Effekten beim Menschen führen, der wichtigste darunter ist die Induktion eines malignen Zellwachstums (Krebs). DNA-Doppelstrangbrüche gehören dabei zu den bedeutendsten Schäden und können die Karzinogenese initiieren. Es wurde in der letzten Zeit in mehreren Studien gezeigt, dass die Immunfluoreszenzdarstellung von γ‐H2AX‐Foci in vivo bei Lymphozyten zur Quantifizierung von DNA‐Doppelstrangbrüchen anwendbar ist und der Verlust von γ‐H2AX-Foci mit Reparatur der DNA‐Doppelstrangbrüche korreliert. Eine bedeutende Quelle ionisierender Strahlung in der Medizin ist die interventionelle Radiologie, deren kumulative Dosis sich laut der RAD‐IR Studie für verschiedene interventionsradiologische Maßnahmen im Bereich von 1.284 mGy bei einer perkutanen transluminalen Angioplastie (PTA) bewegt. Bei einem interventionsradiologischen Eingriff wird der Patient im Allgemeinen über einen deutlich längeren Zeitraum (bis zu einer Stunde) ionisierender Strahlung ausgesetzt als bei konventionellen Röntgenaufnahmen oder während einer Computertomographie. Als Vergleichsgruppe wurde bei 5 Patienten (2 Frauen, 3 Männer) im Alter von durchschnittlich 64,6 Jahren die Rate an DNA‐Doppelstrangbrüchen nach einer Computertomographie (CT) zu folgenden Zeitpunkten untersucht: vor der CT sowie 5 min, 1 h, 6 h und 24 h nach der CT. Bei 20 Patienten (6 Frauen, 14 Männer) im Alter von durchschnittlich 68,5 Jahren wurde die Rate an DNA‐Doppelstrangbrüchen nach einer perkutanen transluminalen Angioplastie (PTA) der unteren Extremität zu folgenden Zeitpunkten untersucht: vor der PTA sowie 5 min, 1 h, 6 h und 24 h nach der PTA. Bei 3 Patienten erfolgte zusätzliche eine Blutentnahme direkt aus der bestrahlten Extremität. Bei der Computertomographie betrug die Dosiszunahme in der Blutprobe 5 min nach CT im Vergleich zur Blutprobe vor CT hochgerechnet pro 1.000 mGy∙cm durchschnittlich 7,78 ± 0,37 (Mittelwert ± Standardfehler des Mittelwertes [SEM]). Der Korrelationskoeffizient zwischen DLP und Focizunahme nach Bravais‐Pearson (r) betrug 0,997. Nach 24 h zeigt sich eine vollständige Reparatur der Doppelstrangbrüche. Diese Ergebnisse liegen im Bereich der Ergebnisse anderer Arbeitsgruppen, ebenso die Reparaturkinetik. Bei der perkutanen transluminalen Angioplastie zeigten sind deutliche Unterschiede im Vergleich zur Computertomographie. Die Dosiszunahme in der Blutprobe 5 min nach PTA im Vergleich zu unmittelbar vor der PTA betrug hochgerechnet pro 10 Gy∙cm2 durchschnittlich6,56 ± 0,48 (Mittelwert ± SEM). Das Dosisflächenprodukt (DFP) korrelierte gut mit der Dosiszunahme, r betrug 0,993. Im Gegensatz zu den Beobachtungen nach CT beobachtete man hierbei eine unvollständige Reparatur der DNA‐Doppelstrangbrüche nach 24 h. Das durchschnittliche Verhältnis der γ‐H2AX‐Foci pro Zelle 24 h nach PTA im Vergleich zu unmittelbar vor PTA entspricht einem Niveau von 149 % ± 37 % des Ausgangswertes (P einseitig = 0,0091). Die Kinetik der Abnahme der Foci war dabei bei allen 20 Patienten vergleichbar. Es konnte weiterhin nachgewiesen werden, dass der maximale Wert der Dosiszunahme in den Lymphozyten, die direkt aus dem Blutabfluss der behandelten Extremität entnommen wurden, im Vergleich zu den Lymphozyten aus dem systemischen Kreislauf durchschnittlich um den Faktor 1,46 ± 0,20 höher war. Die Immunfluoreszenzdarstellung von γ‐H2AX‐Foci eignet sich zur Darstellung der Formierung und der Reparatur von DNA‐Doppelstrangbrüchen nach perkutaner transluminaler Angioplastie. Zur Interpretation der Ergebnisse müssen aber möglicherweise noch andere Effekte berücksichtigt werden, als die bloße Kumulation der Strahlendosis. Beispielsweise sollen hier der Bystander‐Effekt (Shao et al. 2004; Sedelnikova et al. 2007) oder die höhere Radiosensitivität gegenüber geringen Dosen ionisierender Strahlung und die unvollständige Reparatur von DNA‐Doppelstrangbrüchen nach Strahlendosis im Bereich von 1 mGy angeführt werden