Concetti Chiave
- Il comet assay è una tecnica per rilevare il danno cellulare causato da radiazioni, analizzando le rotture del DNA nei globuli bianchi.
- I frammenti di DNA appaiono come una coda di cometa in un test, dove la lunghezza della coda indica il livello di danno subito.
- Per distinguere tra danni a singolo e doppio filamento, si usano tamponi alcalini o a pH neutro rispettivamente nel comet assay.
- La radioterapia utilizza radiazioni ionizzanti, come raggi X e γ, per colpire selettivamente le cellule tumorali più sensibili, impedendo la proliferazione.
- Le cellule tumorali sono più vulnerabili alle radiazioni durante le fasi G2 e M del ciclo cellulare, data la loro continua riproduzione e limitata capacità di riparazione del DNA.
Indice
Metodo del comet assay
Per rilevare e quantificare il danno cellulare prodotto da una radiazione si utilizza il comet assay che permette di individuare rotture sia nel singolo che nel doppio filamento: è necessario prelevare globuli bianchi dal sangue, perché nucleati; a quanto punto le cellule vengono enucleate e vengono poste in un terreno di agarosio inserito in una cella di elettroforesi.
Dettagli del processo di elettroforesi
Si osserva ora cosa accade al passaggio della corrente. Più precisamente i nuclei delle cellule danneggiate vengono fatti migrare in una matrice di agarosio posta su un vetrino al passaggio della corrente elettrica. I frammenti di DNA prodotti dall’agente mutageno appaiono come la coda di una cometa, la cui testa è rappresentata dal nucleo della cellula (non danneggiato). La lunghezza della coda è una funzione del danno indotto e viene misurata.
Per comprendere se il danno è a doppio o singolo filamento si utilizza un tampone differente: per danni al singolo filamento si utilizza un tampone alcalino, che permetta la denaturazione della doppia elica; se invece si utilizza un tampone a pH neutro si visualizzano le rotture del doppio filamento.
Utilizzo delle radiazioni ionizzanti
Le radiazioni ionizzanti, in particolare i raggi X e γ, sono utilizzati a scopo terapeutico in radioterapia: possono essere utilizzate in oncologia in associazione con chemioterapia e/o interventi chirurgici. Le radiazioni ionizzanti sono utilizzate in maniera calibrata e mirata in radioterapia perché le cellule tumorali sono più sensibili delle cellule sane ai raggi ionizzanti, in questo modo potrebbe bloccarsi la loro proliferazione e potrebbero andare incontro ad apoptosi.
Sensibilità delle cellule tumorali
Le cellule tumorali inoltre hanno una bassa capacità di riparare il DNA danneggiato.
N.B.: le fasi del ciclo cellulare più sensibili alle radiazioni ionizzanti sono la fase G2 e M, per questo le cellule tumorali, che si riproducono continuamente, ne sono più soggette.
Domande da interrogazione
- Qual è il metodo utilizzato per rilevare e quantificare il danno cellulare prodotto da una radiazione?
- Come si differenzia il danno a singolo filamento da quello a doppio filamento nel processo di elettroforesi?
- Perché le cellule tumorali sono più sensibili alle radiazioni ionizzanti rispetto alle cellule sane?
Il metodo utilizzato è il comet assay, che permette di individuare rotture sia nel singolo che nel doppio filamento del DNA.
Si utilizza un tampone alcalino per danni al singolo filamento, mentre un tampone a pH neutro visualizza le rotture del doppio filamento.
Le cellule tumorali sono più sensibili perché hanno una bassa capacità di riparare il DNA danneggiato e le fasi del ciclo cellulare G2 e M, in cui si trovano spesso, sono più sensibili alle radiazioni.
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