Ανίχνευση βλαβών DNA σε σωματικά υγρά, σε ασθενείς με καρκίνο μαστού που υποβάλλονται σε ακτινοθεραπεία: συσχέτιση με το βαθμό της δερματικής τοξικότητας

Abstract

Breast cancer belongs to the most common malignancies worldwide. Radiation therapy plays an adjuvant role in anticancer treatment. During cell exposure to radiation, the produced reactive oxygen (ROS) and nitrogen species (RNS) induce the formation of 8-hydroxy-2- deoxyguanosine (8-OHdG) and 8-nitroguanine (8-NG), respectively. Taking into consideration that ionizing radiation is administered during radiotherapy, the scientific interest of the present study focuses on the detection of 8-OHdG and 8-NG in irradiated breast cancer patients and the investigation of the above DNA lesions as predictive markers of radiation dermatitis, one of most common side-effects induced by radiation therapy. This research hypothesis was explored according to the ELISA method which was conducted in order to test the blood serum samples collected from 33 patients who had underwent postoperative radiotherapy. The laboratory analysis was concentrated on the detection of DNA damage products, 8-OHdG and 8-NG, as well as glutathione (GSH) which is known for its antioxidant activity. Among all the tested clinical parameters, alterations in [8-OHdG] and [8-NG] levels are significantly associated with radiation dermatitis. Normalizing the altered [8-OHdG] and [8-NG] with BMI and BSA parameters, considerable correlations with radiation-induced dermal toxicity were revealed. Furthermore, the ratios [8-NG]/BMI and [8-NG]/BSA are strongly correlated with radiation dermatitis before the initiation of radiotherapy(P<0.05). Overall alterations in [8-OHdG] and [8-NG] levels are statistically correlated with the dermal toxicity during the time intervals D0-D14, D0-D28 and D0-D56 (P<0.005 and P<0.01, respectively). By contrast, relative alterations in [8-OHdG] levels are remarkably associated with dermal toxicity only during the time interval D0-D14 (P<0.05) while relative alterations in [8-NG] levels are correlated with radiation dermatitis during D0-D14 (P<0.05) and D14- D28 (P<0.05). The ability to predict the radiation-induced dermatitis based on 8-OHdG and 8- NG arises from the significant linear correlation between % relative alterations in [8-OHdG] and [8-NG] levels with dermatitis grade (P<0.001). As positive can be considered the correlations between % [GSH] overall reductions and dermatitis grade in the administered radiation doses of 2000 cGy (P<0.05) and 6000 cGy (P<0.005). To conclude, 8-OHdG and 8-NG may be suggested as predictive markers of radiation dermatitis in patients who undergo radiation therapy. Finally, with regard to GSH, the increased reduction of % [GSH] levels indicates a greater probability of developing dermal toxicity upon radiation treatment.

Ο καρκίνος του μαστού αποτελεί τη συχνότερη εμφανιζόμενη μορφή καρκίνου παγκοσμίως. Η ακτινοθεραπεία διαδραματίζει επικουρικό ρόλο στην αντιμετώπισή του. Κατά την έκθεση των κυττάρων στην ακτινοβολία, οι παραγόμενες δραστικές ενώσεις οξυγόνου (ROS) και αζώτου (RNS) προκαλούν το σχηματισμό της 8-υδροξυδεοξυγουανίνης (8-OHdG) και 8-νιτρογουανίνης (8-NG), αντιστοίχως. Δεδομένου ότι κατά την ακτινοθεραπεία χορηγείται ιονίζουσα ακτινοβολία, το επιστημονικό ενδιαφέρον της παρούσας εργασίας εστιάζει στην ανίχνευση της 8-OHdG και 8-NG σε ακτινοβοληθέντες ασθενείς με καρκίνο του μαστού και στη διερεύνηση των παραπάνω ως προβλεπτικούς δείκτες της ακτινικής δερματίτιδας, η οποία ανήκει στις πλέον συνήθεις παρενέργειες της ακτινοθεραπείας. Το ερευνητικό ερώτημα απαντήθηκε με τη μέθοδο ELISA όπου εξετάσθηκαν δείγματα πλάσματος από 33 ασθενείς οι οποίοι υπεβλήθησαν σε μετεγχειρητική ακτινοθεραπεία. Ο εργαστηριακός έλεγχος επικεντρώθηκε στην ανίχνευση των βλαβών DNA, 8-OHdG και 8-NG καθώς και της γλουταθειόνης (GSH) η οποία είναι γνωστή για την αντιοξειδωτική της δράση.Από τις κλινικές παραμέτρους που μελετήθηκαν, οι μεταβολές των [8-OHdG] και [8- NG] συσχετίζονται σημαντικά κυρίως με την ακτινική δερματίτιδα. Κανονικοποιήσεις των μεταβολών των [8-OHdG] και [8-NG] με τις BMI και BSA παραμέτρους ανέδειξαν σημαντικές συσχετίσεις με την προκληθείσα δερματική τοξικότητα. Επιπλέον, τα πηλίκα των [8-NG]/BMI και [8-NG]/BSA συσχετίζονται σημαντικά με την ακτινική δερματίτιδα πριν την έναρξη ακτινοθεραπείας (P<0.05). Οι συνολικές μεταβολές των [8-OHdG] και [8-NG] συσχετίζονται στατιστικώς σημαντικά με την ακτινική δερματίτιδα κατά τα χρονικά διαστήματα D0-D14, D0- 28 και D0-D56. Αντίθετα, οι σχετικές μεταβολές των [8-OHdG] συσχετίζονται σημαντικά με τη δερματική τοξικότητα μόνο κατά το χρονικό διάστημα D0-D14 (P<0.05) ενώ οι σχετικές μεταβολές των [8-NG] κατά τις ημέρες D0-D14 (P<0.05) και D14-D28 (P<0.05). Η δυνατότητα πρόβλεψης της αναπτυσσόμενης ακτινικής δερματίτιδας μέσω των 8-OHdG και 8- NG ανακύπτει από τη σημαντική γραμμική συσχέτιση των % σχετικών μεταβολών της [8- OHdG] και [8-NG] με το βαθμό ακτινικής δερματίτιδας (P<0.001). Θετικές χαρακτηρίζονται οι συσχετίσεις των συνολικών μειώσεων των % επιπέδων της [GSH] με το βαθμό ακτινικής δερματίτιδας στις δόσεις ακτινοβολίας 2000 cGy (P<0.05) και 6000 cGy (P<0.005). Συμπερασματικά, η 8-OHdG και 8-NG μπορούν να προταθούν ως προβλεπτικοί δείκτες ακτινικής δερματίτιδας σε ασθενείς που υποβάλλονται σε ακτινοθεραπεία. Τέλος, όσον αφορά τη GSH, η αυξημένη μείωση των % επιπέδων της, σηματοδοτεί μεγαλύτερη πιθανότητα ανάπτυξης δερματικής τοξικότητας κατόπιν ακτινοθεραπείας.