Образование сшивок

Теоретически было показано также, что образование этих сшивок должно мешать функционированию генетических ферментов (ДНК - или РНК-полимераз, репарирующих ферментов и т. д.). Таким образом, связывание белков с ДНК может быть одним из молекулярных механизмов таких наблюдаемых эффектов гипертермии, как ингибирование редупликации, транскрипции и репарации однонитевых разрывов ДНК.

Роль изменения ДНК — белок взаимодействий в хроматине при гепертермии, вероятно, не ограничивается только повреждающим эффектом, как обычно полагают. Изменение этих взаимодействий в прогреваемых клетках может быть следствием индукции особых «белков теплового шока», взаимодействующих впоследствии с ДНК. Эти белки могут играть определенную роль в формировании не повреждения, а термоустойчивости клеток, подвергнутых гепертермии.

Предположение о том, что гипертермия действует на клетки, влияя на два различных противоположно направленных процесса, облегчает объяснение того обстоятельства, что повышение температуры даже в очень узком диапазоне (от 43,5 до 44° С) резко меняет характер изменения ДНК под действием гипертермии. Ранее несколькими авторами было показано, что при 41° С и выше тепловое воздействие способно повышать чувствительность клеток млекопитающих к рентгеновскому излучению in vivo и in vitro, причем выживаемость клеток и их радиочувствительность сильно меняются при повышении или понижении температуры только на 0,5° С. Исследуя влияние гипертермии на раковые клетки человека, мы обнаружили, что прогреваниеэтих клеток (линии HeLa) при 43,5° С в течение 2 ч вызывает уменьшение скорости седиментации их ДНК в градиенте щелочной сахарозы. В случае же диплоидных фибробластов такое тепловое воздействие не вызывало изменения седиментационных свойств ДНК. Таким образом, чувствительность ДНК опухолевых клеток человека к прогреванию может быть больше, чем чувствительность нормальных фибробластов.

Существует большое количество данных о том, что различие в радиочувствительности нормальных и опухолевых клеток как in vivo, так in vitro возрастает при дополнительной умеренной гипертермии. Наши результаты свидетельствуют о том, что синергизм действия гипертермии и ионизирующего излучения может основываться на способности тепла вызывать образование в ДНК повреждений и влиять на процессы репарации ДНК. Во всяком случае, можно считать доказанным, что подобно облучению клеток ионизирующим излучением действие на них тепла, причем даже при такой интенсивности и в течение такого промежутка времени, когда не наблюдается резкой гибели клеток, индуцирует в их ДНК щелочелабильные связи, вероятно, апуриновые участки и разрывы полинуклеотидной цепи.

Следует отметить, что в последнее время другими авторами и иными методами получено доказательство индукции в ДНК клеток млекопитающих однонитевых разрывов. Джористма и Конингс исследовали ДНК мышиных клеток асцита Эрлиха и клеток человека линии HeLa. Об образовании разрывов в ДНК судили по изменению способности двойной спирали к расплетанию (для регистрации физико-химических свойств ДНК авторы использовали колонки оксиапатита). Разрывы были зарегистрированы даже при 43 и 44° С при прогревании соответственно 2 ч или 30 мин и более. Один из наиболее интересных результатов цитированной работы, согласующийся и с данными более ранних исследований, состоял в том, что при комбинированном действии тепла и ионизирующих излучений на клетки количество индуцируемых повреждений ДНК "было больше суммы повреждений, индуцируемых теплом или излучением в отдельности. Эти данные подкрепляют сделанное выше предположение о роли повреждений ДНК в синергетических терморадиационных эффектах.