Att förstå interaktionerna mellan radionuklider och njurceller är avgörande för att bedöma de potentiella hälsorisker som är förknippade med exponering för joniserande strålning. En forskargrupp ledd av professor Mathias Krause från Institutet för radiobiologi vid Helmholtz Zentrum München och Tekniska universitetet i München (TUM) har genomfört en detaljerad undersökning med hjälp av avancerad mikroskopiteknik för att få insikter om dessa interaktioner på cellulär och molekylär nivå.

Studien, med titeln "Radiouklidhandel i mänskliga njurepitelceller:insikter från korrelativ kryoelektronmikroskopi och röntgenfluorescensmikroskopi," publicerades i tidskriften "Scientific Reports." Forskargruppen använde en kombination av toppmodern kryo-elektronmikroskopi och röntgenfluorescensmikroskopi för att visualisera och analysera upptaget, distributionen och effekterna av radionuklider i mänskliga njurepitelceller.

Viktiga resultat från studien:

1. Radionuklidupptag och ackumulering:Forskarna observerade att mänskliga njurepitelceller effektivt tar upp olika radionuklider, inklusive uran, torium, plutonium och americium. Dessa radionuklider visade sig ackumuleras i specifika cellulära avdelningar, såsom lysosomer och mitokondrier.

2. Tidsberoende ackumulering:Studien avslöjade en tidsberoende ökning av ackumuleringen av radionuklider i njurcellerna. Ju längre exponering för radionuklider, desto högre nivåer av ackumulering.

3. Ultrastrukturella förändringar:Avancerad kryoelektronmikroskopi möjliggjorde visualisering av ultrastrukturella förändringar i cellerna inducerade av radionuklidexponering. Dessa förändringar inkluderade förändringar i de cellulära organellerna och bildandet av strålningsinducerade foci, vilket indikerar potentiell skada på cellerna.

4. Radionukliddistribution:Röntgenfluorescensmikroskopi möjliggjorde den exakta lokaliseringen av radionuklider i cellerna. Uran, torium och plutonium visade sig spridas genom cellerna, medan americium var mer lokaliserat i lysosomerna.

5. Potentiella hälsoeffekter:Fynden tyder på att ackumulering av radionuklider i njurceller kan ha skadliga effekter på cellulär funktion, inklusive försämrad mitokondriell andning och DNA-skada. Dessa observationer ger insikt i de potentiella långsiktiga hälsorisker som är förknippade med radionuklidexponering.

Denna studie bidrar till en omfattande förståelse av interaktionerna mellan radionuklider och njurceller. Genom att kombinera banbrytande mikroskopitekniker har forskargruppen skaffat sig värdefull kunskap om upptag, distribution och cellulära effekter av radionuklider, vilket kan ge information om strålskyddsstrategier och riskbedömning i yrkes- och miljömiljöer.

Resultaten understryker vikten av pågående forskning inom radiobiologi för att klarlägga de mekanismer som ligger till grund för de skadliga effekterna av joniserande strålning och för att utveckla effektiva motåtgärder för att skydda människors hälsa.