Institute for Medical Research and Occupational Health
Abstract
Although chemotherapy targets cancer tissue, it also damages the DNA of non-cancer cells. The aim of this study was to evaluate the in vitro genotoxic potential of therapeutic concentrations of bleomycin and mitomycin C, added alone or in combination to cultures of human peripheral lymphocytes. The levels of DNA damage and repair were assessed using the alkaline comet assay immediately after cell treatment as well as 24 and 48 hours following treatment. The results indicate that individual drugs and their combination induce a significant DNA damage to peripheral blood lymphocytes. Bleomycin alone induced the highest levels of primary DNA damage immediately after cell treatment. Although mitomycin C alone induced massive cross-linking and retarded DNA migration in resting cells, active proliferation and repair processes significantly increased DNA damage. Combined, they showed a synergetic effect, inducing complex patterns of DNA damage in peripheral blood lymphocytes and producing different types of lesions and a number of DNA alterations that directly or indirectly increased DNA migration. Our study has confirmed the sensitivity of the alkaline comet assay for assessing bleomycin and/or mitomycin C genotoxicity to human lymphocytes at concentration levels used in clinic. It has also demonstrated the utility of the alkaline comet assay as one of the primary screening methods for in vitro studies of drug-DNA interactions, especially in studying mechanisms of action of new drugs.Većina antineoplastičnih lijekova ima nespecifično djelovanje pa su na njihovu primjenu osjetljive i stanice zdravog tkiva. U pretkliničkim istraživanjima lijekova važnu ulogu imaju brzi i osjetljivi testovi za procjenu razina oštećenja i popravka stanične DNA. Cilj istraživanja bio je procijeniti toksičke učinke bleomicina i mitomicina C na genom ljudskih limfocita u uvjetima in vitro primjenom kometnog testa u alkalnoj izvedbi. Limfociti su 24 h izlagani pojedinačnim lijekovima te njihovoj kombinaciji u terapijskim koncentracijama, a potom je praćena dinamika oštećenja i popravka DNA. Postavljena su dva pokusa: (A) u kojem su lijekovi dodavani u trenutku uspostavljanja staničnih kultura kako bi se procijenili toksički učinci na limfocite u fazi mirovanja i početnim fazama rasta, i (B) u kojem su lijekovi dodavani nakon 24 h rasta stanica u kulturi, kako bi se istražili učinci na stanice u diobi. Rezultati istraživanja pokazuju da oba lijeka izazivaju značajna primarna oštećenja limfocitne DNA. Razine oštećenja i dinamika njihova popravka ovisne su o diobenoj aktivnosti limfocita i njihovu položaju unutar staničnog ciklusa. Oštećenja izazvana bleomicinom vrlo su jaka neposredno nakon tretmana, a u kasnijim fazama rasta limfocita većinom se popravljaju. Mitomicin C izaziva drukčiji obrazac oštećenja i popravka DNA. Zbog ukriženog povezivanja između lanaca DNA, on značajno usporava migraciju DNA tijekom elektroforeze u alkalnim uvjetima, a visoke razine oštećenja koje se detektiraju u kasnijim fazama rasta uzrokovane su procesima popravka DNA. Bleomicin i mitomicin C sinergistički izazivaju opsežna oštećenja limfocitne DNA, osobito u diobeno aktivnim stanicama. Dobiveni rezultati govore u prilog primjene kometnog testa u pretkliničkim istraživanjima antineoplastičnih lijekova i upućuju na moguću primjenu ove metode u procjeni oštećenja genoma proizašlih iz izloženosti ovim agensima
