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DNA double strand break repair in peripheral blood mononuclear cells from participants of head-down tilt bedrest studies

Konda, B. und Ishizuka, M. und Nisar, H. und Kronenberg, J. und Schmitz, C. und Mulder, E. und Bohmeier, M. und Schrage, I. und Huth, E. und Jordan, J. und Hellweg, C.E. (2023) DNA double strand break repair in peripheral blood mononuclear cells from participants of head-down tilt bedrest studies. 61. Jahrestagung der DGLRM, 2023-10-19 - 2023-10-21, Köln, Deutschland.

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Kurzfassung

Introduction: Major limiting factors in human spaceflight are deleterious effects of reduced gravity and of space radiation exposure on health and performance. Radiationinduced cellular DNA damage, if not repaired or not correctly repaired, increases the risk of cancer and degenerative diseases. Likewise, reduced gravity may lead to musculoskeletal and cardiovascular deconditioning without appropriate countermeasures. We hypothesize that deconditioning could possibly hinder the recovery of cells from radiation damage. We aimed to develop a terrestrial ex vivo model to investigate cellular DNA repair while simulating microgravity effects using head-downtilt (HDT) bedrest during the Spaceflight-Associated Neuro-Ocular Syndrome Countermeasures (SANS-CM) studies. Methods: The SANS CM campaigns comprised three experimental phases: 1) a 14-days baseline data collection (BDC) phase (BDC-14 through BDC-1); 2) 30 days of 6° HDT bedrest phase (HDT1 through HDT30); and 3) a 14- days recovery (R+) phase (R+0 through R+13). Twelve participants were enrolled in each campaign. Blood samples were obtained from the subjects 14 days before the bedrest (BDC-14), 10 and 28 days into head-down-tilt bedrest (HDT-10 and HDT-28) and after 10 days of recovery (R+10). Peripheral blood mononuclear cells (PBMC) were isolated by density gradient centrifugation using Greiner LeucosepTM tubes. We studied the ex vivo induction and repair of DNA double strand breaks, for which the cells were exposed to 1 and 4 Gy of X-rays and harvested after 0.5, 1, 2, 4 and 24 h after irradiation. DNA double strand breaks were detected via immunofluorescence staining of gamma-H2AX that was quantified using flow cytometry. Results: The results for gamma-H2AX fluorescence intensity and the percentage of cells with unrepaired DNA reached a peak value after 2 h of X-rays irradiation and was greatly reduced after 24 h. For all blood collection time-points during the study, BDC-14, HDT-10, HDT-28 and R+10, the gamma-H2AX fluorescence intensity did not differ significantly. Furthermore, there was no significant interpersonal variance of DNA double strand break repair capacity. Conclusion: DNA double strand break repair activity in PBMC remained unaffected by one month of HDT bedrest, suggesting that the physical deconditioning does not modulate DNA repair capacity. Acknowledgement: The study was funded by the National Aeronautics and Space Administration (NASA) and the German Aerospace Center, and performed at the :envihab research facility of the DLR Institute of Aerospace Medicine. The authors wish to gratefully acknowledge the bedrest participants who volunteered their time, without whom this project would not have been possible. We also thank the SANS-CM study staffs for their dedicated work and tireless effort.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/200646/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:DNA double strand break repair in peripheral blood mononuclear cells from participants of head-down tilt bedrest studies
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Konda, B.Radiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ishizuka, M.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nisar, H.Radiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany and Department of Medical Sciences, Pakistan Institute of Engineering and Applied Sciences (PIEAS), Lehtrar Road, Nilore, Islamabad, PakistanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kronenberg, J.Radiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany; jessica.kronenberg (at) dlr.de and Microgravity User Support Center (MUSC), German Aerospace Center (DLR), Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmitz, C.Radiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mulder, E.Edwin.Mulder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1200-5792NICHT SPEZIFIZIERT
Bohmeier, M.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schrage, I.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Huth, E.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jordan, J.Jens.Jordan (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4518-0706NICHT SPEZIFIZIERT
Hellweg, C.E.Christine.Hellweg (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2223-3580NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Oktober 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:DNA double strand break repair, head-down tilt bedrest studies, peripheral blood mononuclear cells
Veranstaltungstitel:61. Jahrestagung der DGLRM
Veranstaltungsort:Köln, Deutschland
Veranstaltungsart:nationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:19 Oktober 2023
Veranstaltungsende:21 Oktober 2023
Veranstalter :Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrtmedizin e.V.
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt ISS LIFE 2.0
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Leitungsbereich ME
Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Muskel- und Knochenstoffwechsel
Raumflugbetrieb und Astronautentraining > Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC)
Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:08 Dez 2023 09:06
Letzte Änderung:24 Apr 2024 21:01

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