Ugrás a tartalomhoz

Pigmentált elváltozások differenciáldiagnosztikája

Remenyik Éva (2011)

Debreceni Egyetem

A fotoreaktiváció

A fotoreaktiváció

a legegyszerűbb, egyetlen enzimet, a fotoliázt igénylő mechanizmus az UVR-okozta CPD kijavítására. Normális körülmények között akkor lép életbe, ha UV irradiációt követően a sejteket újabb, 300-600 nm hullámsávú további expozíció éri, amely aktiválja az enzimet (Jung 1995). A fotoliáz felismeri a DNS CPD-t tartalmazó régióit, kötődik hozzájuk, kihasítja őket a károsodott molekulából és monomerré alakítja őket (Young 1999, l. előbb a 20.ábra bal oldalán). Funkciója főként mikroorganizmusokban és egyes emlőssejtekben jelentős. Emberben máig sem egyértelműen bizonyított, hogy a fotoreaktivációnak van-e tényleges szerepe a reparációban fiziológiás körülmények között, bár jelenléte igazolható humán fibroblastokban és leukocytákban is. A fotoliáz újabban a fényvédelem szempontjából került az érdeklődés középpontjába. Experimentális vizsgálatokban ugyanis a gombákból izolált enzim XP-ben szenvedő betegek fibroblastjaiban reparálni tudta a CPD-t (Roza 1990). Stege, Roza és munkatársaik (2000) fotoliáz-tartalmú liposomák helyi alkalmazásával sikeresen indukáltak reparációt emberi bőrben. Ezek az eredmények új utakat nyithatnak meg a lokális fényvédelemben (l. a „Fényvédelem" fejezetben is).

3/ A harmadik fotobiológiai mechanizmus, a posztreplikációs reparáció

jelentősége humán vonatkozásban szintén nem kellően tisztázott. Valószínűleg inkább az ionizáló sugárzás okozta károsodások kijavításában van szerepe. Ezt a folyamatot is elsősorban baktériumokban tanulmányozták, amelyekben kimutatható volt, hogy a DNS replikáció során a polimeráz a dimerrel szemben hézagokat („gap") hagy a molekulában. Amikor ez a károsodott régió replikálódik, a DNS rekombináció egy olyan új lánckonfigurációt hoz létre, amely végül egy NER típusú mechanizmus révén reparálódik (Jung 1995). A posztreplikációs reparációra a G2/M-fázisban történő sejtciklus-késleltetés biztosít időt a mitosisba lépés előtt. Ez a sejtciklus-válasz ugyan sokkal kevésbé vezethető vissza adott specifikus DNS-károsodásra, azonban szintén pontosan szabályozott folyamat, amely a p34cdc2 fehérje foszforilációs státuszának kontrollálása és a cyclin B oszcilláló szintézise által valósul meg (Maity 1994). Ha a DNS-reparáció ebből a sejtciklus-ellenőrző pontból sikertelen, a sejt sorsa ekkor is az apoptosis lesz. A posztreplikációs reparáció defektusa emberben a XP variáns típusára jellemző, amelyben a NER normálisan működik (Jung 1970, 1971). A hibásan működő géntermék feltehetően a polimerázok egyik fajtája (Berneburg 2001).

Külön említést érdemelnek az UVA spektrum okozta DNS-károsodások, amelyek jellemzően indirekt módon, oxidatív stressz révén keletkeznek (Wondrak 2006). A sejtalkotók egyes komponenseinek (a membránok lipidjeinek,a cytoplasma polimerjeinek, stb.) UVA irradiációt követő excitációja szabadgyökök, így ROS keletkezéséhez vezet, amelyek hosszabb féléletidejű komponensei a sejtmagba jutva további reakciókban nagy energiájú, rövid életidejű radikálokat hoznak létre. Az oxidatív stresszben újabban fontos szerepet tulajdonítanak a folyamat során képződő szabad, un. labilis („transit") vasnak, amely a sejtmembrán károsítása révén szintén hozzájárul újabb ROS generálásához (Reelfs 2004). A fotooxidatív történések jelentőségére utalnak olyan indirekt experimentális vizsgálatok is (Lehmann 1998), amelyekben HaCat sejtek előkezelése antioxidánsokkal megakadályozta az UVA DNS-károsító effektusát.

Az UVA indukálta DNS-léziók lehetnek (Sage 1997, Emri 2006)

egyszálú (ssb) vagy kétszálú (dsb) DNS-törések,

jellegzetes bázismódosulások (8-oxo-7,8-dihidro-2’-deoxiguanozin: 8oxodGua,

abázikus helyek)

DNS-fehérje keresztkötések

CPD-k és

(6-4) PP-k.

Az UVA-R kiváltotta 8oxodGua DNS-lézió többek között a G - T transzverzió típusú pontmutációért tehető felelőssé (Rosen 1996, Cadet 2003). A DNS-fehérje keresztkötéseket és a ssb-t az UVA spektrum 8-10-szer nagyobb mennyiségben produkálja összehasonlító vizsgálatok tanúsága szerint, mint az UVC vagy az UVB (Peak 1991). Ezzel szemben a CPD és a (6-4)-PP képződése jóval kisebb mértékű, mint UVB vagy UVC irradiációra (Young 1997, Sage 1997), mivel ebből a hullámtartományból a DNS már jóval kevesebbet nyel el. Hasonló mennyiségű CPD indukálásához például egy nagyságrenddel több UVA-energia szükséges, mint UVB-ből. A károsodások sorsa különböző: a ssb-k gyorsan visszakapcsolódnak, a bázismódosulások az un. bázis excisiós reparáció révén kijavítódnak, a DNS-fehérje keresztkötéseket enzimek hasítják. A sejtciklus késleltetése ilyenkor az S-fázisra (De Laat 1995), illetve a G2/M-átmenetre (Bänrud 1999) szorítkozik, vagy egyáltalán meg sem jelenik, ami eleve kisebb mértékű DNS-károsodást sejtet. Ennek ellenére létrejöhetnek pontmutációk (típusosan AT→CG transzverzió (Sage 1997), sőt kromoszóma-lánctörések is (Peak 1991).

Az UVA okozta DNS léziók detektálására modern eljárások állnak rendelkezésre: a száltörések immunkémiai módszerrel, alkalikus elúcióval vagy comet-assay-vel mutathatók ki (l. előbb), a bázismódosulások DNS-reparációs enzimekkel (Fpg, Nth és Nfo protein) vagy szekvenálással (Sage 1997). HaCat sejteken végzett kísérleteinkben a lánctörések tanulmányozására mi a comet assay-t használtuk (Emri 1999). A következményes kromoszómakárosodás demonstrálására citogenetikai assay-k, a sister chromatid kicserélődés (exchange) és a micronucleus-indukció vizsgálata szolgálnak. Ez utóbbi igen érzékeny paraméter segítségével Emri Gabriella, munkacsoportunk egyik tagja (2000) elsőként közölte az irodalomban az UVA irradiáció dózis-dependens kromoszómakárosodást indukáló hatását tenyésztett humán fibroblastokban.

A teljesség kedvéért megemlítendő, hogy a kombinált UVB+UVA irradiációnak (u.n. szoláris szimulált fény) szintén van DNS-károsító hatása, amely a széles spektrum miatt némileg eltér az előbbiektől. A mutációk közül például inkább a CC→TT típusúak gyakoribbak a GC→AT típusúak helyett, miközben jelen vannak az UVA-specifikus AT→CG bázis szubsztitúciók is (Kielbassa 1997).