Induktion und Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen in Blutleukozyten nach Radioiodtherapie des differenzierten Schilddrüsenkarzinoms – Vergleich zwischen In-vivo- und Ex-vivo-Bestrahlung

Ziel/Aim Als Teilstudie der prospektiven multizentrischen MEDIRAD-Studie sollen die Auswirkungen medizinischer Strahlenexpositionen auf Non-Target-Organe bei der Radioiodtherapie (RIT) des differenzierten Schilddrüsenkarzinoms (DTC) untersucht werden. Ein Ziel ist die Analyse der zeit- und dosisabhängigen Induktion und Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen (DSBs) in Blutleukozyten sowohl in vivo als auch ex vivo.

Methodik/Methods Zur Quantifizierung von strahlungsinduzierten DSBs wurden 5 DTC-Patientinnen vor und während ihrer 1.RIT Blutproben entnommen und die daraus isolierten Leukozyten mithilfe der DSB-Biomarker γ-H2AX + 53BP1 (durch Zählen ko-lokalisierender Foci) untersucht. Die erste Blutentnahme erfolgte direkt vor Therapiebeginn. Ein Teil dieser Blutprobe wurde ex vivo durch Iod-131-NaI-Zugabe intern mit 50mGy für 1 h bestrahlt, der andere Teil als unbestrahlte Nullprobe analysiert. Zur Untersuchung des Reparaturverlaufs wurde jeweils ein Teil der isolierten Zellen direkt Ethanol-fixiert, während zwei weitere Teile erst 4 h und 24 h nach Inkubation in RPMI fixiert wurden. Weitere (in-vivo-bestrahlte) Blutproben wurden den Patientinnen 1 h, 4 h und 24 h nach Therapiebeginn entnommen und direkt analysiert.

Ergebnisse/Results Nach Bestrahlung ex vivo waren im Mittel 0,57 ± 0,14 strahlungsinduzierte Foci pro Zelle (RIF) nach direkter Fixierung beobachtbar. Die mittlere Anzahl der RIF ging nach 4 h Reparaturdauer auf 0,27 ± 0,09 und nach 24 h auf 0,06 ± 0,04 zurück. In vivo betrug die mittlere Anzahl der RIF 0,43 ± 0,21, 0,78 ± 0,18 und 0,42 ± 0,15 zu den Zeitpunkten 1 h, 4 h und 24 h nach Therapiebeginn.

Schlussfolgerungen/Conclusions Aufgrund der kontinuierlichen Bestrahlung in vivo zeigte sich bis 4 h nach Therapiebeginn zunächst ein Anstieg der RIF, während nach Bestrahlung ex vivo ein direkter Rückgang der RIF nach dem Auswaschen des Iod-131 1 h nach Expositionsbeginn sowie eine fast vollständige Reparatur nach 24 h beobachtbar war. Patientenindividuelle Berechnungen der dosisabhängigen Reparaturkinetik sowie der Einschluss weiterer Patienten sind geplant.