Untersuchung des Risikos für kardiovaskuläre Erkrankungen nach einer Strahlenexposition mit niedrigen Dosen an Biopsieproben von Majak-Arbeitern - Vorhaben 3617S32261

Abstract

Epidemiologische Studien zeigen einen signifikanten Anstieg der ischämischen Herzkrankheiten (IHK) bei den Arbeitern der Plutoniumanreicherungsanlage Majak in der Russischen Föderation, die mit der Höhe ihrer externen Gesamtgammastrahlendosis in Zusammenhang gebracht werden kann. Unsere bisherigen Studien mit Maus- und Humanherzproben deuten darauf hin, dass Herzschäden nach hohen Dosen ionisierender Strahlung mit einer anhaltenden Veränderung des Herzstoffwechsels durch die Hemmung des Peroxisom-Proliferator-aktivierten Rezeptors (PPAR) alpha einhergehen. Das Ziel der vorliegenden Studie war es, diese Ergebnisse mit Hilfe eines zellulären Modells (Kardiomyozyten) sowie mit zusätzlichen Herzproben aus den Autopsien von weiteren Majak-Arbeitern zu validieren. Kardiomyozyten wurden kultiviert, mit Dosen von 0 Gy und 2 Gy bestrahlt (was ungefähr der Strahlendosis der Kontroll- und Hochdosisgruppe der menschlichen Gewebeproben entspricht) und jeweils 2 und 7 Tage nach Exposition analysiert. Die Majak-Arbeiter wurden in vier Strahlendosisgruppen (0 Gy, < 100 mGy, 100 – 500 mGy und > 500 mGy) eingeteilt und das Proteom der linken Herzkammer wurde mit markierungsfreier quantitativer Proteomik analysiert. Die Proteomik-Profilierung der Kardiomyozyten und der menschlichen Herzproben zeigte Veränderungen im Spiegel der Proteine, die an kardialen Energiestoffwechselfunktionen beteiligt sind. In den menschlichen Proben wurden Veränderungen im mitochondrialen Stoffwechsel, in der Sirtuinsignalisierung und in der Reaktion auf oxidativen Stress beobachtet. Übereinstimmend mit den Ergebnissen unserer früheren Untersuchungen, zeigte die Analyse einen verringerten Spiegel im myokardialen Fettstoffwechsel, bei einer gleichzeitigen Reduktion des PPAR alpha, der eine Schlüsselrolle beim Herzmetabolismus spielt. Diese Studie leistet einen wichtigen Beitrag zur Erforschung der Sirtuin / PGC1 / PPAR alpha-Signalwege bei strahlungsinduzierten Herzschäden.