У роботі наведено теоретичне узагальнення й нове розв’язання науково-прикладної проблеми в галузі генетики, яка полягає в оптимізації системного аналізу ефективності модифікаторів мутагенезу для встановлення закономірностей впливу фізіологічно активних гумінових речовин на процеси спонтанного, індукованого хімічного та радіаційного мутагенезу. Розроблена модельна система комплексного аналізу якісних та кількісних критеріїв оцінки модифікації мутагенезу збільшує інформативність цитогенетичного та цитологічного аналізу.
Представлена робота є генетичним дослідженням виконаним на різних тест об’єктах, при якому були використані: цитогенетичні методи (ана-телофазний аналіз в клітинах кореневої меристеми Allium cepa L, метафазний аналіз в культурі лімфоцитів периферичної крові людини – здорових осіб та хворих на рак щитоподібної залози), молекулярно-генетичний метод (ПЛР при дослідженні поліморфізмів генів репарації ДНК rs13181 ERCC2 (Lys751Gln) та rs25487 XRCC1 (Gln399Arg)), цитологічні методи (культура клітин лінії L929, культура ембріональних міогенних клітин щурів).
Виявлено, що фізіологічно активні гумінові речовини проявляють антимутагенні властивості в умовах in vivo (в рослинній тест-системі) та in vitro (культура лімфоцитів людини); за умов сумісної дії з мутагенними факторами (хімічні мутагени) та при дії після впливу мутагенів (іонізуючої радіації); при дії мутагену на G0 стадії (іонізуюче опромінення), G2 стадії (діоксидин в культурі лімфоцитів людини) та впродовж всього мітотичного циклу (при модифікації цитогенетичних ефектів хімічних мутагенів в Allium-тесті); є антимутагеном середньої ефективності з широким діапазоном безперервної дії.
Показано, що досліджені фізіологічно активні гумінові речовини (гумат натрію, лігногумат натрію, лігногумат калію, препарат «Гумізоль») проявляють антимутагенні властивості щодо дії хімічних мутагенів з різним механізмом дії (прооксидантний діоксидин, алкілувальні тіофосфамід і мітоміцин С) та мутагенною ефективністю. Визначені інтегральні показники антимутагенної ефективності гумату натрію в Allium-тесті – коефіцієнти антимутагенної ефективності щодо цитогенетичних ефектів хімічних мутагенів, відповідно до яких антимутагенна ефективність гумату натрію збільшується по відношенню до ряду мутагенів: тіофосфамід (Кант = 0,47), мітоміцин С (Кант = 0,30), діоксидин (Кант = 0,21).
Виявлено, що генопротекторні властивості досліджених фізіологічно активних гумінових речовин характеризуюються множинністю механізмів дії, які проявляються як на внутрішньоклітинному так і надклітинному рівнях, наявністю десмутагенної та біоантимутагенної дії. Доведено, що досліджені гумати проявляють властивості як терапевтичних, так і профілактичних радіопротекторів. Їх модифікуючий вплив щодо променевих уражень характеризується диференційною антимутагенною ефективністю по відношенню до різних типів аберацій: найбільш ефективним є зменшення аберацій хромосомного типу, менша ефективність проявляється по відношенню до тривалоіснуючих потенційних змін хромосом, порівняно з короткоживучими. Антимутагенні ефекти гуматів проявляються в діапазоні концентрацій 10 мкг/мл – 1000 мкг/мл в рослинній тест-системі. При концентрації 500 мкг/мл гумат натрію проявляє мутагенні властивості в культурі лімфоцитів людини.
Показано, що поклітинний розподіл аберацій хромосом в культурі лімфоцитів периферичної крові людини найкраще описується компаундом Пуасонівського та геометричного розподілів. Виявлені відмінності в характері розподілу аберацій між дослідженими групами – теоретично очікувана частка субпопуляції клітин з геометричним типом розподілу (що характеризує приховану хромосомну нестабільність на рівні механізмів утворення аберацій) в культурі лімфоцитів хворих на рак щитоподібної залози вища, ніж в групі осіб без онкопатологіїї – 18,9% та 5,8% відповідно. У осіб, у яких при спонтанному мутагенезі індивідуальна теоретично очікувана частка субпопуляціїї клітин з геометричним типом поклітинного розподілу аберацій ≥ 30%, антимутагенний ефект гумату натрію при радіаційно-індукованому мутагенезі є слабким, або відсутній.
Встановлено відсутність залежності антимутагенної ефективності гумату натрію в культурі лімфоцитів периферичної крові осіб без онкопатології та хворих на рак щитоподібної залози від поліморфізму генів репарації rs13181 ERCC2 (Lys751Gln) та rs25487 XRCC1 (Gln399Arg).
Показано, що гумат натрію в концентрації 100 мкг/мл проявляє радіопротекторні властивості в культурі перещеплюваних клітин лінії L929. При окремій дії гумату в цій концентрації відбувається стимуляція апоптозу. При концентраціїї 1000 мкг/мл виявлені токсичні ефекти гумату натрія в данній тест-системі.
Показано, що гумат натрію (1 мкг/мл) проявляє радіопротекторні властивості в первинній культурі міогенних клітин новонароджених щурів. Вплив гумату натрію призводить до стимуляції диференціації міогенних клітин.
Ключові слова: гумінові речовини, мутагенез, антимутагенез, хромосомна нестабільність, поліморфізм генів репарації.
