Wirkung der Hypoxie auf die Induktion von Strangbrüchen in Plasmid-DNA durch die Alpha-, Beta- und Auger-Elektronen-Emitter ²²³ Ra, ¹⁸⁸ Re, ^99m Tc und DNA-bindendes ^99m Tc-Pyren

Ziel/Aim Strahlung verursacht unterschiedliche komplexe DNA-Schäden durch direkte und indirekte Effekte, wobei physikalische Eigenschaften der Strahlung maßgeblich sind, insbesondere der Lineare Energietransfer (LET). Hypoxie in Tumoren stellt eine wesentliche Limitation der Strahlentherapie dar. Daher soll die Wechselwirkung von Hypoxie und unterschiedlichen Strahlenqualitäten an isolierter Plasmid-DNA in An- und Abwesenheit des Radikalfängers DMSO untersucht werden.

Methodik/Methods Plasmid-DNA wurde mit ²²³Ra, ¹⁸⁸Re, ^99mTc und DNA-bindendem ^99mTc-Pyren in An- und Abwesenheit von DMSO in Hypoxie und Normoxie bestrahlt. DNA-Einzel- und Doppelstrangbrüche (ESB, DSB) wurden mittels Gelelektrophorese charakterisiert und quantifiziert. Bestrahlt wurde in steigenden Dosen bis 200 Gy (Ausnahme: ^99mTc-Pyren nur bis 60 Gy).

Ergebnisse/Results DNA-Schäden nahmen Dosis-abhängig für alle Strahlenqualitäten gleichermaßen bis 80 % ESB zu und induzierten für ²²³Ra, ¹⁸⁸Re, ^99mTc 30 %, 28 % und 32 % DSB. Hypoxie zeigte keine wesentliche Auswirkung, während DMSO ESB und DSB weitestgehend verhindern konnte. Ausnahme war ^99mTc-Pyren, das zunächst geringere DNA-Schäden verursachte und bei dem DMSO die DSB nicht verhindern konnte.

Schlussfolgerungen/Conclusions Die Schadensinduktion ist Energie-proportional auch bei unterschiedlichem LET. Dabei ist die Anwesenheit von Sauerstoff von untergeordneter Bedeutung. DMSO konnte auch beim Alphastrahler die DNA-Schädigung weitgehend verhindern, so dass im Gegensatz zum DNA-gebundenen ^99mTc-Pyren keine relevante Anzahl direkter Treffer nachweisbar war.