zdorПроблемы здоровья и экологииHealth and Ecology Issues2220-09672708-6011Gomel State Medical University10.51523/2708-6011.2024-21-1-10zdor-2699Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА И БИОЛОГИЯEXPERIMENTAL MEDICINE AND BIOLOGYМетоды собственной и зондовой флуоресценции в оценке in vitro влияния терапевтических доз облучения на молекулу альбуминаMethods of intrinsic and probe fluorescence in assessment of the effect of therapeutic radiation doses in vitro on the albumin moleculehttps://orcid.org/0000-0002-1518-7715ПузанН. Д.PuzanN. D.

Наталья Дмитриевна Пузан, научный сотрудник

Гомель

Natallia D. Puzan, Researcher

Gomel

natali_lu@tut.byhttps://orcid.org/0000-0003-4436-9371ЧешикИ. А.CheshikI. A.

Игорь Анатольевич Чешик, к. м. н., доцент, директор

Гомель

Igor A. Cheshik, Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Director

Gomel

igor.cheshik@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-3112-2142БеляковскийВ. Н.BelyakovskyV. N.

Василий Николаевич Беляковский, д. м. н., профессор, профессор кафедры

кафедра онкологии

Гомель

Vasili N. Belyakovsky, Doctor of Medical Sciences, Professor

Department of Oncology

Gomel

vnbel55@mail.ruИнститут радиобиологии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Radiobiology of the National Academy of Sciences of BelarusГомельский государственный медицинский университетGomel State Medical University2024310320242118188Copyright © Пузан Н.Д., Чешик И.А., Беляковский В.Н., 20242024Пузан Н.Д., Чешик И.А., Беляковский В.Н.Puzan N.D., Cheshik I.A., Belyakovsky V.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.gsmu.by/jour/article/view/2699   Цель исследования

   Цель исследования. Методами собственной и зондовой флуоресценции изучить in vitro влияние терапевтических доз облучения на молекулу альбумина.

   Материалы и методы

   Материалы и методы. С целью изучения радиационно-индуцируемых изменений сывороточного альбумина при облучении in vitro терапевтическими дозами (2 Гр, 40 Гр и 70 Гр) исследование проводилось в двух направлениях: терапевтическими дозами ионизирующего излучения облучался буфер, используемый потом для приготовления раствора альбумина (предварительное облучение буфера); терапевтическими дозами ионизирующего излучения облучался буферный раствор альбумина. О наличии структурно-функциональных (конформационных) изменений в молекуле альбумина судили по изменению значений собственной (λвозб = 280 нм) и зондовой (λвозб = 280 нм, λвозб = 320 нм) флуоресценции. Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием программы GraphPad Prism, 6.0.

   Результаты

   Результаты. Облучение терапевтическими дозами 2 Гр, 40 Гр и 70 Гр вызывает конформационные изменения (статистически значимое снижение интенсивности флуоресценции) в молекуле альбумина как при предварительном облучении буферного раствора, используемого потом для приготовления альбумина, так и при облучении буферного раствора альбумина.

   Заключение

   Заключение. Количественные изменения интенсивности флуоресценции как собственной, так и зондовой отличаются при разных режимах облучения альбумина.

   Objective

   Objective. To study in vitro the effect of therapeutic doses of radiation on the albumin molecule using intrinsic and probe fluorescence methods.

   Materials and methods

   Materials and methods. In order to study radiation-induced changes in serum albumin during in vitro irradiation with therapeutic doses (2 Gy, 40 Gy and 70 Gy), the study was conducted in 2 directions: therapeutic doses of ionizing radiation irradiated a buffer, which was then used to prepare an albumin solution (pre-irradiation of the buffer); therapeutic doses of ionizing radiation irradiated an albumin buffer solution. The presence of structural and functional (conformational) changes in the albumin molecule was judged by changes in the values of intrinsic (λexc=280 nm) and probe (λexc=280nm, λexc=320 nm) fluorescence. Statistical processing of the obtained data was carried out using the program GraphPad Prism 6.0.

   Results

   Results. Irradiation with therapeutic doses of 2 Gy, 40 Gy and 70 Gy causes conformational changes (a statistically significant decrease in fluorescence intensity) in the albumin molecule, both during preliminary irradiation of the buffer solution used later for the preparation of albumin, and during irradiation of the buffer solution of albumin.

   Conclusions

   Conclusions. Quantitative changes in the fluorescence intensity, both intrinsic and probe, differ under different modes of albumin irradiation.

альбуминтерапевтические дозы облучениясобственная и зондовая флуоресценцияalbumintherapeutic doses of radiationintrinsic and probe fluorescenceРабота выполнена в рамках ГПНИ «Природные ресурсы и окружающая среда», тема «Разработать критерии оценки радиационно-индуцированных изменений ткани внутренней среды, основанной на анализе структуры и механических свойств клеточного компонента на моделях in vitro и in vivo», рег. № 20210231The work was carried out within the framework of the SPSR “Natural Resources and the Environment” topic “To develop criteria for assessing radiation-induced changes in the tissue of the internal environment based on the analysis of the structure and mechanical properties of the cellular component on in vitro and in vivo models”, reg. № 20210231ReferencesКоролик Е.В., Короленко Е.А., Жбанков Р.Г., Иванов А.А., Лещенко В.Г., Ильич Г.К. и др. Метод флуоресцентного зондирования в оценке транспортной функции альбумина. Здравоохранение. 1999;(1):11-13.Korolyuk EV, Korolenko EA, Zhbankov RG, Ivanov AA, Leshchenko V., Ilyich GK, et al. The method of fluorescent sensing in the assessment of albumin transport function. Health-care.1999;1:11-13. (In Russ.).Пушкарев С.В., Наумов С.А., Вовк С.М., Смольянинов Е.С., Удут В.В. Спектроскопическая диагностика злокачественных новообразований (обзор). Автометрия. 2000;(1):84-93.Pushkarev SV, Naumov SA, Vovk SM, Smolyaninov ES, Udut VV. Spectroscopic diagnosis of malignant neoplasms (review). Autometry. 2000;(1):84-93. (In Russ.).Новицкий В.В., Степовая Е.А., Батухтин А.В., Гольдберг В.Е., Колосова М.В. Характеристика состояния мембран эритроцитов больных со злокачественными новообразованиями по данным флюоресцентного зондирования. Бюллетень экспер. биол. и медицины. 1999;128(8):226-229.Novitsky VV, Stepovaya EA, Batukhtin AV, Goldberg VE, Kolosova MV. Characteristics of the state of erythrocyte membranes in patients with malignant neoplasms according to fluorescence sensing data. The expert bulletin. biol. and medicine. 1999;128(8):226-229. (In Russ.).Cohen BE, Pralle A, Yao X, Swaminath G, Gandhi ChS, Jan YuN, et al. A fluorescent probe designed for studying protein conformational change. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 2005;102(4):965-970. doi: 10.1073/pnas.0409469102Cohen BE, Pralle A, Yao X, Swaminath G, Gandhi ChS, Jan YuN, et al. A fluorescent probe designed for studying protein conformational change. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 2005;102(4):965-970. doi: 10.1073/pnas.0409469102Kirilova EM, Kalnina I, Zvagule T, Gabruseva N, Kurjane N, Solomenikova II. Fluorescent study of human blood plasma albumin alterations induced by ionizing radiation. Journal of Fluorescence. 2011:21(3):923-927. doi: 10.1007/s10895-010-0608-2Kirilova EM, Kalnina I, Zvagule T, Gabruseva N, Kurjane N, Solomenikova II. Fluorescent study of human blood plasma albumin alterations induced by ionizing radiation. Journal of Fluorescence. 2011:21(3):923-927. doi: 10.1007/s10895-010-0608-2Грызунов Ю.А., Добрецов Г.Е. Альбумин сыворотки крови в клинической медицине. Москва; 1994.Gryzynov YuA., Dobretsov GE. Blood serum albumin in clinical medicine. Moscow; 1994. (In Russ.).Ota C, Takano K. Spectroscopic analysis of protein crowded environments using the charge-transfer fluorescence probe ANS. ChemPhysChem. 2019;20(11):1456-1466. doi: 10.1002/cphc.201900226Ota C, Takano K. Spectroscopic analysis of protein crowded environments using the charge-transfer fluorescence probe ANS. ChemPhysChem. 2019;20(11):1456-1466. doi: 10.1002/cphc.201900226Пузан Н.Д., Суслова А.А. Влияние терапевтических доз ионизирующего излучения на конформационное состояние сывороточного альбумина. В: Радиобиология: вызовы XXI века : материалы Межд. науч. конф., посвященной 30-летию Института радиобиологии; 2017, 27-30 сентября; Гомель. Гомель: Институт радиобиологии НАН Беларуси; 2017. С. 152-154. [дата обращения 2023 июль 13]. Режим доступа: https://drive.google.com/file/d/0B6K-Pvik5WACaG5SeEtFUF91X0U/view?resourcekey=0-0RVvZZNMlkKUU_RJdlD5APuzan ND, Suslova AA. The effect of therapeutic doses of ionizing radiation on the conformational state of serum albumin. In: Radiobiology: challenges of the XXI century : materials of the International scientific conference dedicated to the 30<sup>th</sup> anniversary of the Institute of Radiobiology; 2017, September 27-30; Gomel. Gomel: Institute of Radiobiology of the National Academy of Sciences of Belarus; 2017. pp. 152-154. [date of access 2023 July 13]. Available from: https://drive.google.com/file/d/0B6K-Pvik5WACaG5SeEtFUF91X0U/view?resource-key=0-I0RVvZZNMlkKUU_RJdlD5A (In Russ.).Гудков С.В., Гармаш С.А., Карп О.Э., Смирнова В.С., Черников А.В., Брусков В.И. Долгоживущие радикалы аминокислот, индуцируемые рентгеновским излучением, являются источником образования перекиси водорода в водной среде. Биофизика. 2010;55(4):588-593.Gudkov SV, Garmash SA, Karp OE, Smirnova VS, Chernikov AV, Bruskov VI. Long-lived amino acid radicals induced by X-ray radiation are a source of hydrogen peroxide formation in an aqueous medium. Biophysics. 2010;55(4):588-593. (In Russ.).Рубцова Е.В. Исследование топологии гидратных оболочек белков. [Электронный ресурс]. Сайт Российской государственной библиотеки. [дата обращения 2024 январь 12]. Режим доступа: https://viewer.rsl.ru/ru/rsl01005564868?page=1&rotate=0&theme=white.Rubtsova EV. Investigation of the topology of hydrate shells of proteins. [Electronic resource]. The website of the Russian State Library. [date of access 2024 January 12]. Available from: https://viewer.rsl.ru/ru/rsl01005564868?page=1&rotate=0&theme=white (In Russ.)Бурлакова Е.Б., Кондратов А.А., Мальцева Е.Л. Действие сверхмалых доз биологически активных веществ и низкоинтенсивных физических факторов. Химическая физика. 2003;22(2):21-40.Burlakova E.B., Kondratov A.A., Maltseva E.L. The effect of ultra-low doses of biologically active substances and low-intensity physical factors. Chemical physics. 2003; 22(2):21-40. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.