Burn-Out Entwicklung | Die Ursachen unterschiedlicher Strahlensensitivität…

Burn-Out Entwicklung 2004 begann die Einführung des UMTS Mobilfunkstandarts und Jahr für Jahr kamen immer mehr neue Sendeanlagen dazu.

http://ul-we.de/burn-out-entwicklung/

https://de.statista.com/statistik/daten/studie/189542/umfrage/anzahl-der-krankheitstage-durch-das-burnout-syndrom-seit-2004/

Die Ursachen unterschiedlicher Strahlensensitivität der Zellen gegenüber ionisierender Strahlung sind bis heute nicht vollständig geklärt.

Es ist jedoch bekannt, dass die erhöhte Strahlensensitivität in bezug auf den reproduktiven Zelltod häufig mit einer erhöhten chromosomalen Sensitivität korreliert.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde deshalb neben der Zellinaktivierung, auch die Induktion von strukturellen Chromosomenaberrationen nach Bestrahlung mit Kohlenstoffionen verschiedener Energien (100 MeV/u, 200 MeV/u, 400 MeV/u und im ausgedehnten Bragg Peak) im Vergleich zur 200 kV-Röntgenstrahlung untersucht. Zusätzlich wurden auch die an der DNA-PK-abhängigen NHEJ-Reparatur beteiligten Proteine (DNA-PKCS, Ku 70 und Ku 86) untersucht.

Als Modellsystem wurden zwei etablierte Tumorzelllinien (WiDr und MCF-7) ausgewählt, die eine unterschiedliche intrinsische Strahlensensitivität gegenüber der Röntgenstrahlung haben. Die nach Röntgenstrahlung beobachtete unterschiedliche intrinsische Strahlensensitivität der analysierten Tumorzellen blieb auch nach Bestrahlung mit Kohlenstoffionen für alle biologischen Endpunkte vorhanden. Die RBW für den strahleninduzierten klonogenen Zelltod stieg mit steigendem LET von Kohlenstoffionen bei beiden Tumorzelllinien an.

Der strahleninduzierte Zelltod wurde vor allem durch den reproduktiven Zelltod verursacht. Beide Strahlenarten induzierten in den untersuchten Tumorzellen nur selten (< 12 %) den apoptotischen Zelltod. Die Häufigkeiten instabiler als auch stabiler Chromo-somenaberrationen stiegen mit höherem LET an. Nach Bestrahlung mit Kohlenstoffionen wurde außerdem ein hohes Vorkommen von komplexen Aberrationen, vor allem Insertionen, beobachtet.

Die Verteilungsmuster der verschiedenen Aberrationstypen und die Dosis-Effekt-Beziehungen der analysierten Chromosomenaberrationen ließen Rückschlüsse auf die Rolle der Chromosomen-Domänentopologie bzw. der Chomatinstruktur für die Strahlenreaktion der unter-suchten Zellen zu.

Die Clusterbildung in beiden Tumorzelllinien war sowohl nach Röntgenbestrahlung als auch nach Bestrahlung mit Kohlenstoffionen mit der Clusterbildung in normalen Epithelzellen vergleichbar. Dies deutet daraufhin, dass in den untersuchten Tumorzellen die NHEJ-Reparatur normal verläuft und die Ursachen der unterschiedlichen Strahlensensitivität woanders zu suchen sind. Die intrinsische Strahlensensitivität scheint aus einem Zusammenwirken mehrerer Faktoren zu resultieren. Eine signifikante Rolle spielen dabei neben der Reparatureffizienz auch die Verteilung und die Art des initialen Schadens sowie die Struktur und die geometrische Verteilung der Chromosomen-Domänen.

Schlagwörter: schwere Ionen; Kohlenstoffionen; Überleben; chromosomale Aberrationen; Bestrahlung; FISH; LET; RBW

https://ediss.uni-goettingen.de/handle/11858/00-1735-0000-0006-AE6B-3

Englisch

The reasons for the highly variable sensitivity of different cell types and tissues against ionising radiation are still unknown. The increased radiosensitivity was observed at the level of reproductive cell death as well as chromosome aberrations. The radiation-induced cell killing and the induction of structural chromosome aberrations in tumour cells irradiated with carbon ions of different energies (100 MeV/u, 200 MeV/u, 400 MeV/u and extended Bragg peak) in comparison with 200 kV X-rays has been analysed in detail in this work. Moreover, repair proteins (DNA-PKCS, Ku 70 und Ku 86) involved in the DNA-PK-dependent NHEJ repair have been investigated. Two tumour cell lines (WiDr and MCF-7) displaying quite different radiosensitivities after irradiation with X-rays were selected for the experiments. The large difference between the intrinsic radiosensitivities of these cell lines was observed also after irradiation with carbon ions. The radiation-induced cell death in the a nalysed cells was mostly due to clonogenic cell death since irradiation induced only a small fraction of apoptotic cell death (< 12 %). The RBE with respect to clonogenic cell death increased with increasing LET in both tumour cell lines. The frequencies of unstable and stable chromosome aberrations increased with increasing LET as well. After irradiation with carbon ions, a higher proportion of complex exchanges including simple and multiple insertions, was found. The induction of protein clusters (DNA-PKCS, Ku 70 und Ku 86) after irradiation with X-rays as well as with carbon ions was comparable with cluster induction in normal epithelial cells. This results show, that the analysed tumour cells possess a proficient NHEJ repair and thus imply that the different radiosensitivities of the analysed tumour cells must have other reasons. The distribution of the various aberration types and the dose-effect-relations of the analysed chromosome aberrations point towards a crucial role of the domain topology and the chromatin structure of the chromosomes in the radiation reaction of these cell lines. In summary, cellular intrinsic radiosensitivity appears to result from coactions of multiple factors including not only the repair efficiency, but also the distribution and the character of the initial damage as well as the structure and the geometrical distribution of the chromosome domains.

Keywords: heavy ions; carbon ions; survival; chromosome aberrations; irradiation; FISH; LET; RBE
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Begriffserklärungen:

DSB = Strahlenschäden >>> Doppelstrangbruch (Bruch der DNA)
NHEJ = Nicht Homologes End Joining NHEJ = damit ist die Reparaturart der Chromosomen oder gebrochener DNA-Stränge gemeint >>> D-NHEJ (schnelle Komponente) >>> B-NHEJ (langsame Komponente) >>> Backup NHEJ
Aus Wikipedia dazu:

Genome Editing oder Genomchirurgie[1], deutsch häufig Genom-Editierung[2], ist eine molekularbiologische Methode zur zielgerichteten Veränderung von DNA, einschließlich des Erbguts von Pflanzen, Tieren und Menschen.[3]

Zum Einführen zielgerichteter Veränderungen im Erbgut von komplexen Organismen werden sogenannte Designer-Endonukleasen eingesetzt.[4] Diese Enzyme schneiden doppelsträngige DNA an einer vorbestimmten Zielsequenz, wodurch Doppelstrangbrüche entstehen.[5] Die Doppelstrangbrüche wiederum aktivieren DNA-Reparatur-Prozesse in der Zelle, wie das Non-homologous end-joining (NHEJ) oder die Homologe Reparatur, die auch als homology directed repair (HDR) bezeichnet wird. Während mittels NHEJ Gene gezielt inaktiviert werden, kann die HDR zum gezielten Einfügen definierter Mutationen oder ganzer DNA-Abschnitte ins Genom herangezogen werden.

Die Zeitschrift Nature Methods kürte das Genome Editing 2011 zur Methode des Jahres.[6]

https://de.wikipedia.org/wiki/Genome_Editing

siehe auch: https://de.wikipedia.org/wiki/CRISPR/Cas-Methode

LET – Linearer Energietransfer
Linearer EnergieTransfer, eine physikalische Größe.

Der lineare Energietransfer (LET, englisch linear energy transfer) ist ein Begriff aus der Dosimetrie und ist ein Maß für die Wirkung von Strahlung. Er beschreibt, wie viel Energie ein ionisierendes Teilchen pro Längeneinheit an das durchdrungene Material abgibt und wird gewöhnlich in Kiloelektronenvolt pro Mikrometer angegeben. Der lineare Energietransfer ist ein indirektes Maß für die Zahl der Ionisationen pro Wegstrecke und beschreibt insbesondere die Wirkung der Strahlung auf biologisches Material.

Ligasen (lateinisch ligare ‚verbinden‘, ‚verketten‘) sind Enzyme der sechsten Enzymklasse laut der systematischen Nomenklatur der Enzymkommission der International Union of Biochemistry (IUB), die das Verknüpfen zweier Moleküle durch eine kovalente Bindung katalysieren.

Dazu benötigen sie Energie, die aus der Spaltung energiereicher Nukleosidtriphosphate (NTP) wie Adenosintriphosphat (ATP) stammt. Dabei werden ein oder zwei Phosphatreste (P) des Nukleotids abgespalten. Auch andere Moleküle wie Nicotinamidadenindinukleotid (NAD) können als Energielieferant dienen. Da diese durch ATP-Spaltung regeneriert werden können, gelten die dadurch mit Energie belieferten Enzyme ebenfalls als Ligasen.

Schematisch verläuft die Ligase-Reaktion folgendermaßen ab (M1, M2 sind die zu verbindenden Moleküle):

M 1 + M 2 + N T P ⟶ M 1 − M 2 + N D P + P   o d e r   M 1 − M 2 + N M P + 2   P {\displaystyle \mathrm {M_{1}+M_{2}+NTP\longrightarrow M_{1}{\mathord {-}}M_{2}+NDP+P\ oder\ M_{1}{\mathord {-}}M_{2}+NMP+2\ P} } \mathrm{M_1 + M_2 +NTP \longrightarrow M_1\mathord-M_2 + NDP + P\ oder\ M_1\mathord-M_2 + NMP + 2\ P}

https://de.wikipedia.org/wiki/Ligase

Dabei entsteht in Wechselwirkung ADP > ATP Synthese – dies ist die Energieerzeugung in den Mitochondrien – auch Kraftwerke der Zelle genannt – mit dieser Energie bewegt sich der menschliche Körper.

Adenosintriphosphat, universeller Energieträger in lebenden Organismen

https://de.wikipedia.org/wiki/Adenosintriphosphat

Adenosindiphosphat (auch Adenosinphosphorsäure), ein Nukleotid.

Adenosindiphosphat (ADP) ist ein Nucleotid, bestehend aus dem Diphosphat des Nucleosids Adenosin. Es entsteht bei der Hydrolyse von Adenosintriphosphat (ATP).

Adenosin mit einer einteiligen Phosphorkette heißt analog Adenosinmonophosphat (AMP); mit einer dreiteiligen Phosphorkette heißt es Adenosintriphosphat (ATP). ATP ist von diesen drei Molekülen das energiereichste Molekül – AMP das energieärmste.

Die Bezeichnung energiereich bzw. energiearm ist eigentlich irreführend. Die Bindungen sind keineswegs stark, sondern eher labil. Da alle drei Phosphatgruppen in biologischen Systemen negativ geladen sind und dicht beieinander gedrängt liegen, stoßen sie sich ab; vergleichbar einer gespannten Feder. Das unter physiologischen Bedingungen koordinierte, zweiwertige Magnesiumion stabilisiert diese Spannung etwas.

Bei der Phosphorylierung von Substraten mittels ATP entsteht ADP, was allgemein wie folgt formuliert werden kann:

A T P + S u b s t r a t → E n z y m P r o d u k t + A D P {\displaystyle \mathrm {ATP+Substrat{\xrightarrow {Enzym}}Produkt+ADP} } {\displaystyle \mathrm {ATP+Substrat{\xrightarrow {Enzym}}Produkt+ADP} }

Dabei wird die Bindung zwischen dem zweiten und dritten Phosphat der Phosphatkette aufgelöst und das Substrat phosphoryliert. Das Produkt ist energiereicher als das Substrat. Das energiearme ADP wird durch energieliefernde Reaktionen im Körper wieder zum energiereichen ATP phosphoryliert. Bei allen Eukaryoten finden diese Reaktionen in den Mitochondrien statt, einem speziellen Organell der Zelle.

https://de.wikipedia.org/wiki/Adenosindiphosphat

FISH = Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung

https://de.wikipedia.org/wiki/In-situ-Hybridisierung#FISH

Der FISH-Test ist ein zytogenetischer Schnelltest, der insbesondere im Rahmen der Pränatal- und Karzinomdiagnostik angewandt wird. Die Abkürzung FISH steht für Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung.

FISH-Test einer Translokation t(9;22)

Zytogenetische Untersuchung

1 Definition

Als zytogenetische Untersuchung bezeichnet man in der Genetik die Form von Untersuchungen, die dem Nachweis numerischer und struktureller Chromosomenaberrationen dient.

2 Einteilung

Man unterscheidet dabei u.a. zwischen:

Tags:

Fachgebiete: Genetik

http://flexikon.doccheck.com/de/Spezial:Mainpage

siehe dazu auch: https://www.ptka.kit.edu/downloads/ptka-wte-e/01PSG-C21-Taucher-Scholz.pdf

RBE

RBE – Radeon BIOS Editor

RBE is a handy tool to modify several interesting parameters in ATI BIOS files. It focuses on fan and clock settings as these are the most important things to most users. BIOS modification is an alternative to using memory resident tweaking utilities such as RivaTuner, ATI Tray Tools or ATITool.
But RBE can do more than that: It will balance the BIOS file’s checksum, lets you modify the Overdrive settings, enables superior PowerPlay functionality for some video cards, contains a CCC profile editor for hidden features of the CCC and much more.

https://www.techpowerup.com/rbe/

Relative biological effectiveness, ein Begriff der Strahlenbiologie (relative biologische Wirksamkeit)

Die relative biologische Wirksamkeit, kurz RBW (engl.: relative biological effectiveness, RBE), ist in der Strahlenbiologie ein Unterscheidungsfaktor für Strahlenarten hinsichtlich ihrer biologischen Effekte.

Die gleiche physikalische Strahlendosis kann bei verschiedenen Strahlenarten unterschiedliche biologische Wirksamkeit entfalten. Gründe dafür können die unterschiedliche Beschaffenheit des Gewebes, die unterschiedliche zeitliche Dosisleistung oder die unterschiedliche örtliche Dosisverteilung (Linearer Energietransfer, LET) und Ionisationsdichte der Strahlung sein.

https://www.spektrum.de/lexikon/biologie/strahlenschaeden/64101

https://de.wikipedia.org/wiki/Ionisierende_Strahlung

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