На секциях симпозиума

Уже на первых этапах становления ОИЯИ были предприняты первые биологические исследования на его ускорителях. Необходимость проведения такого рода исследований обусловливалась многими важными государственными задачами и, в первую очередь, началом освоения космического пространства. После запуска первого искусственного спутника Земли в открытом космосе были обнаружены разные виды ионизирующих излучений, обладающие сложным зарядовым и энергетическим спектром: протоны высоких энергий, генерируемые Солнцем, а также высокоэнергетичные многозарядные ионы, приходящие к Земле из глубин Галактики.

Начиная с 1957 года, специалисты-биологи ряда научно-исследовательских институтов Москвы и физики Дубны начали первые радиобиологические эксперименты. Целью этих работ являлось установление величины, так называемой, относительной биологической эффективности (ОБЭ) протонов высоких энергий. Иными словами, ставилась задача установить - насколько более (или менее) эффективны высокоэнергетичные протоны по сравнению с рентгеновским или гамма-излучением при действии на живые организмы.

Радиобиологами созданного 25 лет назад сектора биологических исследований ОИЯИ было выявлено, что биологическая эффективность излучений с разными физическими характеристиками определяется не только физическими но и биологическими факторами: решающая роль принадлежит свойству клеток восстанавливаться от лучевых повреждений – наличием в клетках мощных систем репарации повреждений ДНК. С учетом этого была построена теория летального действия ионизирующих излучений с разными физическими характеристиками на клетки с различным генотипом.

В последующем, и до настоящего времени, работа в отделе радиобиологии Отделения радиационных и радиобиологических исследований ОИЯИ нацелена на изучение мутагенного действия излучений разного качества, особенностей образования различного рода мутаций в живых клетках и их последствий. Исследуются генные мутации, связанные с модификацией оснований в ДНК бактериальных и дрожжевых клеток, что приводит к нарушениям генетического кода, а также структурные мутации, связанные с повреждением обеих нитей ДНК и возникновением хромосомных нарушений в клетках млекопитающих и человека.

Созданная тест-система (SOS-lux-тест) для генетического on-line мониторинга обладает уникальными свойствами: при повреждении молекулы ДНК агентами физической и химической природы бактериальные клетки испускают кванты света в видимой области, которые легко регистрируются, с ее помощью можно обнаруживать в окружающей среде присутствие генотоксических агентов – мутагенов и канцерогенов, выявлять наличие таких веществ в производимых продуктах (фармакологических препаратах, продуктах бытовой химии, парфюмерии, пищевых продуктах и т.д.).

С использованием специальных линий клеток млекопитающих специалистами-цитогенетиками ОИЯИ изучаются закономерности и механизмы образования мутаций в клетках высших организмов.

С учетом полученных результатов цитогенетиками ОИЯИ была выдвинута гипотеза о том, что мутационный процесс сопровождается нарушением структурной целостности хромосомного аппарата клеток, что может проявиться в хромосомной нестабильности мутантных клеточных линий. Был проведен цитогенетический анализ спонтанных и индуцированных различными видами излучений мутантов и была, действительно, выявлена высокая гетерогенность мутантов по исследованным цитогенетическим показателям. Оказалось, что явление “хромосомной нестабильности” связано с нарушением процессов синтеза ДНК и имеет непосредственное отношений к злокачественной трансформации клеток.

Закономерности формирования транслокаций хромосом при действии ионизирующих излучений, особенно с возрастающими ЛПЭ, крайне слабо изучены. Радиобиологами ОИЯИ в сотрудничестве со специалистами из Института биофизики в г. Брно, (Чехия) получены уникальные результаты, касающиеся образования таких повреждений в клетках крови человека при облучении. Эти разработки привлекают внимание исследователей в плане использования данного теста для целей ретроспективной биологической дозиметрии. И такие работы успешно ведутся.

В последние годы пристальное внимание радиобиологов привлечено к проблеме биологического действия малых доз ионизирующих излучений. В настоящее время накапливается все больше данных, в том числе по индукции цитогенетических повреждений, свидетельствующих о неправомерности линейной экстраполяции эффектов высоких доз на низкие. Цитогенетики ОИЯИ установили, что высокая чувствительность генетических структур в области доз до 20 сГр сменяется областью резистентности, что обусловлено включением индуцибельных репарационных систем клеток. В настоящее время ведутся исследования молекулярных механизмов этого явления.

Наряду с радиационно-генетическими исследованиями в ОИЯИ в течение ряда лет проводятся разработки новых методов “мишенной терапии” рака. Под этим понимается разработка таких подходов, которые позволяли бы избирательно разрушать в организме только раковые клетки каким-либо повреждающим агентом, обладающим высоким аффинитетом к раковым клеткам, и не затрагивать нормальные клетки.

В течение ряда лет в ОИЯИ радиобиологами совместно с радиохимиками проводятся исследования по поиску такого рода соединений. Удалось обнаружить крайне перспективный подход для воздействия на один из наиболее агрессивных типов раковых заболеваний человека, так называемую пигментную меланому.

Сейчас возникли необходимые условия для проведения опытов на животных. Для этого требуются специальные линии мышей, у которых снижена активность иммунной системы, что позволяет привить им меланому человека с последующим развитием опухолевого процесса. Затем на этой модели планируется исследовать уже in vivo как будет себя вести созданный радиофармпрепарат в плане лучевой терапии. Такие работы сейчас ведутся со специалистами онкологами и если все пройдет успешно, то следующий этап — клинические испытания.