Untersuchungen an Plasmid-DNA mit I-125-Seeds als Auger-Elektronen-Emitter

Ziel/Aim Das Radionuklid I-125 emittiert Gammaquanten (35 kV), die potentiell in der Lage sind Iod-Atome der K-Schale zu ionisieren und damit Auger-Elektronen (AE) zu generieren. Bei ausreichender Energiedeposition können am DNA-Molekül Einzel- und Doppelstrangbrüche (ESB und DSB) induziert werden. Versuche mit iodierten Photosensitizern und Röntgenstrahlung (32 kV vs. 34 kV) konnten diese Hypothese nicht bestätigen. Motivation war, mit I-125 als AE-Emitter DNA-Schäden an Plasmid-DNA in An-und Abwesenheit von DMSO zu detektieren.

Methodik/Methods Plasmid-DNA pUC19 wurde mit I-125-Seeds (2 MBq/Seed/Plasmidprobe) bis zu 42 Tage bestrahlt. Die DNA-Schäden wurden durch Modulation mit Dimethylsulfoxid (DMSO) charakterisiert. Mittels Gelelektrophorese und DNA-Fluoreszenzfärbung wurden die DNA-Konformationsänderungen detektiert. Die Fluoreszenzintensitäten der DNA-Banden wurden mit dem Imagingsystem Chemidoc xrs (BioRAD) quantifiziert und als native Plasmid-DNA (supercoiled, SC); ESB (open circular, OC) sowie DSB (Linear, LIN) interpretiert.

Ergebnisse/Results Im Verlauf der Bestrahlungsdauer nahmen die DNA-Schäden zu: Nach 7 Tagen (≈ 1 Gy) wurden 21  % ESB analysiert. Nach 42 d (≈ 6 Gy) wurde ein Anstieg des ESB-Anteils (OC) auf 68  % gefunden; 6  % der DNA-Schäden konnten als DSB (LIN) identifiziert werden. In Gegenwart von DMSO wurden durch I-125 unter den entsprechenden Bestrahlungsbedingungen keine DSB und nur ein geringer Anteil ESB an der Plasmid-DNA induziert.

Schlussfolgerungen/Conclusions I-125 induziert einen dosisabhängigen Anstieg von ESB und DSB. Die DNA-Schäden sind überwiegend radikalvermittelt und können deshalb nicht direkten Ionisationsereignissen am DNA-Molekül durch AE-Emission zugeordnet werden. Für Langzeitexperimente mit I-125 werden Zellen mit DMSO kryokonserviert. Bei Zellexperimenten ist deshalb eine potentielle Modulation der DNA-Schäden durch DMSO zu berücksichtigen.