Header

UZH-Logo

Maintenance Infos

Dynamic in vivo profiling of DNA damage and repair after radiotherapy using canine patients as a model


Schulz, Nadine. Dynamic in vivo profiling of DNA damage and repair after radiotherapy using canine patients as a model. 2017, University of Zurich, Vetsuisse Faculty.

Abstract

Monitoring formation and repair of damage in a cell after radiotherapy represents a means to provide information on intrinsic radiosensitivity. Little is known about the time course of DNA damage response in tumors sampled from individual patients. DNA damage produced by therapeutic ionizing radiation with repeated in vivo sampling of canine tumors and co-irradiated normal tissue were evaluated in 8 dogs with either soft tissue sarcoma (n=6) or malignant melanoma (n=2). In vivo results were compared with a dynamic mathematical model for DNA damage formation and repair by a 2-pathway model. Kinetics of DNA damage and repair were assessed with comet assay and γH2AX immunohistochemistry. The %DNA in tail peaked at 15-60 minutes after irradiation with a rapid decrease at 120 minutes. While baseline levels of γH2AX-foci in tumor samples from 83 dogs (soft tissue sarcomas (n=16), malignant melanomas (n=19), carcinomas (n=25), malignant lymphomas (n=23)) only differed in lymphomas, the time courses of γH2AX-foci after therapeutic radiation paralleled the findings from the comet assay with a small time delay, with no influences of covariates. The evolutionary parameter search revealed a good fit of the 2-pathway model to in vivo data for sarcoma, but not for melanoma when fast and slow processes were included. We conclude that DNA repair can be quantitatively investigated not only by evaluating initial or residual damage, but also by following time courses of individual patients.

Die Beobachtung von DNA Schäden und DNA Reparatur an durch Radiotherapie behandelten Zellen liefert Informationen über deren intrinsische Radiosensitivität.
Bisher verfügen wir über wenige Informationen über den zeitlichen Ablauf von DNA Reparatur in Tumorzellen, die direkt aus Patienten gewonnen wurden. Somit wurden von Weichteilsarkomen (n=6) und malignen Melanomen (n=2) von 8 Hunden sowie von mitbestrahlten Normalgeweben wiederholt Proben vor und nach Radiotherapie entnommen und auf die Kinetik von DNA Schäden und deren Reparatur analysiert.
Die erhaltenen Resultate wurden mit einem mathematischen Model für DNA Schäden verglichen. Als Analysemethoden für die Kinetik der DNA Schäden und Reparatur fanden der Comet Assay und Immunhistochemie für γH2AX Anwendung. Der prozentuale Anteil von DNA im Kometenschweif erreichte sein Maximum 15-60 Minuten nach Bestrahlung mit einem schnellen Abfall 120 Minuten nach Bestrahlung.
Während die basalen Level von γH2AX-foci in Tumorproben von Weichteilsarkomen (n=16), malignen Melanomen (n=19), Karzinomen (n=25) und malignen Lymphomen (n=23) sich einzig bei den Lymphomen unterschieden, bestätigte die Fociformation von γH2AX nach Bestrahlung die Ergebnisse der Comet Assays. Die in vivo Daten der Sarkome deckten sich gut mit dem mathematischen 2-Pathway Model, was für die Melanomdaten nicht zutraf.
Zusammenfassend lässt sich schliessen, dass DNA Schäden und deren Reparatur sich gut mit der dargestellten minimalinvasiven Methode im zeitlichen Ablauf untersuchen lassen.

Abstract

Monitoring formation and repair of damage in a cell after radiotherapy represents a means to provide information on intrinsic radiosensitivity. Little is known about the time course of DNA damage response in tumors sampled from individual patients. DNA damage produced by therapeutic ionizing radiation with repeated in vivo sampling of canine tumors and co-irradiated normal tissue were evaluated in 8 dogs with either soft tissue sarcoma (n=6) or malignant melanoma (n=2). In vivo results were compared with a dynamic mathematical model for DNA damage formation and repair by a 2-pathway model. Kinetics of DNA damage and repair were assessed with comet assay and γH2AX immunohistochemistry. The %DNA in tail peaked at 15-60 minutes after irradiation with a rapid decrease at 120 minutes. While baseline levels of γH2AX-foci in tumor samples from 83 dogs (soft tissue sarcomas (n=16), malignant melanomas (n=19), carcinomas (n=25), malignant lymphomas (n=23)) only differed in lymphomas, the time courses of γH2AX-foci after therapeutic radiation paralleled the findings from the comet assay with a small time delay, with no influences of covariates. The evolutionary parameter search revealed a good fit of the 2-pathway model to in vivo data for sarcoma, but not for melanoma when fast and slow processes were included. We conclude that DNA repair can be quantitatively investigated not only by evaluating initial or residual damage, but also by following time courses of individual patients.

Die Beobachtung von DNA Schäden und DNA Reparatur an durch Radiotherapie behandelten Zellen liefert Informationen über deren intrinsische Radiosensitivität.
Bisher verfügen wir über wenige Informationen über den zeitlichen Ablauf von DNA Reparatur in Tumorzellen, die direkt aus Patienten gewonnen wurden. Somit wurden von Weichteilsarkomen (n=6) und malignen Melanomen (n=2) von 8 Hunden sowie von mitbestrahlten Normalgeweben wiederholt Proben vor und nach Radiotherapie entnommen und auf die Kinetik von DNA Schäden und deren Reparatur analysiert.
Die erhaltenen Resultate wurden mit einem mathematischen Model für DNA Schäden verglichen. Als Analysemethoden für die Kinetik der DNA Schäden und Reparatur fanden der Comet Assay und Immunhistochemie für γH2AX Anwendung. Der prozentuale Anteil von DNA im Kometenschweif erreichte sein Maximum 15-60 Minuten nach Bestrahlung mit einem schnellen Abfall 120 Minuten nach Bestrahlung.
Während die basalen Level von γH2AX-foci in Tumorproben von Weichteilsarkomen (n=16), malignen Melanomen (n=19), Karzinomen (n=25) und malignen Lymphomen (n=23) sich einzig bei den Lymphomen unterschieden, bestätigte die Fociformation von γH2AX nach Bestrahlung die Ergebnisse der Comet Assays. Die in vivo Daten der Sarkome deckten sich gut mit dem mathematischen 2-Pathway Model, was für die Melanomdaten nicht zutraf.
Zusammenfassend lässt sich schliessen, dass DNA Schäden und deren Reparatur sich gut mit der dargestellten minimalinvasiven Methode im zeitlichen Ablauf untersuchen lassen.

Statistics

Additional indexing

Other titles:In vivo Charakterisierung der Dynamik von DNA Schäden und deren Reparatur unter Radiotherapie an Hunden als Model
Item Type:Dissertation
Referees:Rohrer Bley Carla
Communities & Collections:05 Vetsuisse Faculty > Veterinary Clinic > Department of Small Animals
Dewey Decimal Classification:570 Life sciences; biology
630 Agriculture
Uncontrolled Keywords:DNA damage repair, γH2AX-foci, comet assay, radiation, 2-pathway repair model, DNA Schäden, DNA Reparatur, γH2AX-Foci, Comet Assay, Radiotherapie
Language:English
Date:2017
Deposited On:12 Jan 2018 11:49
Last Modified:19 Feb 2018 09:59
Number of Pages:42
Funders:Marie-Louise von Muralt-Stiftung für Kleintiere
OA Status:Closed
Free access at:PubMed ID. An embargo period may apply.
Related URLs:http://www.recherche-portal.ch/ZAD:default_scope:ebi01_prod011060028 (Library Catalogue)

Download

Full text not available from this repository.