Untersuchung zur biologischen Dosimetrie von schwerioneninduzierten Chromosomenschäden in peripheren Blutlymphozyten

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Wirkung von Röntgenstrahlung und Kohlenstoffionen auf humane periphere Blutlymphozyten gesunder Spender im Hinblick auf Schwankungen in der Strahlensensibilität innerhalb eines Spenders bzw. zwischen mehreren Spendern zu untersuchen. Dies ist für Mediziner sowie Strahlenbiologen von großem Interesse, da solche Schwankungen in der Reaktion auf Strahlung gleicher Dosis und Qualität die Genauigkeit einer biologischen Dosimetrie vermindern würde. In diesem Zusammenhang wurden biologische Veränderungen in der Aberrationsrate von Meta- und Interphasezellen sowie der Zellproliferation, des Mitoseindexes, der Induktion von Apoptose und der Stimulation von Zellen gemessen. Da zur Zeit die Chromosomenanalyse in PBLs das empfindlichste und zuverlässigste biologische Verfahren zur Quantifizierung von Strahlenexpositionen darstellt, stand die Auswertung von Chromosomenschäden in Metaphasezellen der ersten Mitose nach Bestrahlung im Mittelpunkt dieser Arbeit. Hierbei zeigte sich, dass die Aberrationsraten nach Bestrahlung mit Kohlenstoffionen höher waren als nach Röntgenbestrahlung. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigten darüber hinaus deutliche Schwankungen in den gemessenen Parametern sowohl innerhalb der einzelnen Spender als auch zwischen den Spendern. Dies hat zur Folge, dass für Dosisabschätzungen anhand biologischer Parameter eine allgemeingültige Kalibrierkurve nicht ausreicht. Individuelle Kalibrierkurven können die Genauigkeit einer biologischen Dosimetrie deutlich erhöhen.

The goal of the presented work was to examine the effect of X-rays or carbon ions on human peripheral blood lymphocytes from healthy donors regarding the fluctuations in radiosensitivity within the same donor and between different donors. This is of special interest for physicians as well as radiation biologists because such fluctuations in the radiation response would reduce the accuracy of the biological dosimetry. In this context, biological changes in the aberration rate of metaphase and interphase cells as well as in cell proliferation, mitotic index, the induction of apoptosis and the stimulation of the cells were measured. Since chromosome analyses are presently the most powerful method to quantify radiation exposure, the study did focus on the measurements of chromosome aberrations in first-metaphase cells. The investigations showed that the aberration yield after carbon ion exposure was higher than after X-irradiation. Furthermore, the results of the presented work revealed pronounced fluctuations in the measured parameters in the same donor as well as between different donors. This demonstrates that a general calibration curve for dose assessment might not be sufficiently precise and individual calibration curves might improve the accuracy of the biological dosimetry.