Quantitative Bewertung des biologisch wirksamen Anteils ultravioletter Strahlung unter Verwendung von Säugerzellen

Kurzfassung

Die in dieser Arbeit verwandte RoDos-Methode ist eine Methode zur biologischen Dosimetrie, die eine Wichtung der UV-Strahlung auf der Basis der Reparaturfähigkeit von Säugerzellen vornimmt. Verwendet wurden drei Linien der chinesischen Hamster Ovarien (CHO-) Zellen, es wurde mit UVC- Strahlung und simuliertem Sonnenlicht (SSL) bestrahlt und das relative Zellüberleben nach Bestrahlung gemessen. In den durchgeführten Versuchen erwies sich das RoDos-Dosimeter als zuverlässige Dosimetriemethode mit einer guten Reproduzierbarkeit der Ergebnisse und zeigte gute Übereinstimmung der gewonnenen Ergebnisse im Vergleich mit dem Koloniebildungs- und Dye- Binding-Test. Nach Bestrahlungen mit UVC zeigten die Zellinien AA8 und EM9 ein ähnliches Dosis-Wirkungsverhalten. Während beide Zellinien bei geringen Bestrahlungsdosen noch in der Lage waren Schäden durch Reparatur zu beseitigen, wies die Zellinie UV5 eine deutlich erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Strahlung der Wellenlänge 254 nm auf. In diesem Wellenlängenbereich basiert die genotoxische Wirkung auf der Veränderung der DNA durch Bildung von Cyclobutan-Pyrimidin-Dimeren und (6-4)- Photoprodukten. Da die UV5-Zellen aufgrund ihres Defektes im ERCC2-Gen den Inzisionsschnitt der Nukleotidexzisionsreparatur nicht durchführen können, werden durch UVC gesetzte DNA-Schäden nicht behoben. Simuliertes Sonnenlicht wurde von der SOL 2 emittiert. Mittels verschiedener Filterkombinationen wurden polychromatische Strahlungsspektren erzeugt, die UVA und UVB-Anteile enthielten. Diese Vorgehensweise ermöglichte die Wichtung der biologischen Wirksamkeit von UV-Strahlung, mittels polychromatischer Spektren, der solaren Umweltstrahlung entsprechend. Bei Bestrahlung mit zunehmend größeren Wellenlängen zeigt sich eine Verringerung der Strahlenempfindlichkeit der Zellinien AA8 und EM9. Im Vergleich erklärt sich die um ein Vielfaches höhere Empfindlichkeit der UV5- Zellen aus der NER-Defizienz. Aus den gewonnenen Daten nach polychromatischer Bestrahlung wurden Aktionsspektren der drei Zellinien erstellt. Der graphische Verlauf zeigt in welchem Ausmaß sich Änderungen des Strahlungsspektrums auf die Ausprägung des biologischen Effekts oder im weiteren Sinn auf die menschliche Gesundheit auswirken können.