Routine-Abdomen-CT-Untersuchungen verursachen dosisabhängige Genexpressionsveränderungen in peripheren Blutzellen

Zielsetzung Evaluation von Genexpressionsveränderungen in peripheren Blutzellen nach Abdomen-CT-Untersuchungen zum Erkenntnisgewinn der durch Niedrigdosisbestrahlung hervorgerufenen biologischen Effekte.

Material und Methoden Vollblutproben von 40 männlichen Patienten (58,88+/- 10,45 Jahre) eines homogenen Patientenkollektivs (schmerzlose Mikrohämaturie) wurden vor und nach in vivo Strahlenexposition durch mehrphasige Abdomen-CT-Untersuchungen (CTDIvol 3,76-26,95 mGy) in modernen CT-Scannern gewonnen. Nach sechs Stunden wurde eine RNA-Hochdurchsatzsequenzierung (RNA-Seq) mit differentieller Genexpressionsanalyse sowie Genset-Anreicherungsanalyse (GSEA) durchgeführt.

Ergebnisse Die CT-Exposition verursachte eine signifikante Hochregulierung (adjustierter p-Wert <0,1) von sieben Genen -AEN, DDB2, EDA2R, FDXR, MIR34AHG, PHLDA3 und RYR3-, von denen sechs eine dosisabhängige Deregulation aufweisen und einhergehend in Zusammenhang mit einer Aktivierung von zellulären Prozessen nach DNA-Schädigung stehen. Zusätzlich wurden subtile Hinweise auf eine Aktivierung weiterer Stoffwechselwege (Hypoxie-Signalweg, oxidative Phosphorylierung und Glykolyse) als Reaktion auf CT-bedingten genotoxischen Stress gefunden, die bereits zuvor als potentiell adaptive zelluläre Antwort auf Niedrigdosisbestrahlung beschrieben wurden.

Schlussfolgerungen Routine-CT-Untersuchungen des Abdomens im Rahmen einer Mikrohämaturie-Abklärung verursachen eine dosisabhängige Genderegulation in Zusammenhang mit DNA-Schädigung in peripheren Blutzellen nach in vivo-Exposition. Im Hinblick auf die Risikobewertung der CT unterstützen unsere Ergebnisse das allgemein praktizierte „As-Low-As-Reasonably-Achievable (ALARA)“-Prinzip. Hinweise auf potenziell adaptive biologische Reaktionen auf CT-Bestrahlung und deren komplexe biologische Zusammenhänge erfordern weitere gezielte Untersuchungen.