Zasukhina G.D., Vasilyeva I.M., Shagirova G.M., Sinelshchikova T.A., Mavletova D.A.

To increase human cells - resistance their treatment with antimutagens could be used as an approach compensating some primary (hereditary) or secondary defects related to increasing cell susceptibility to the radiation or chemical mutagens. Antimutagens allow to defend a cell against ROS ( reactive oxygen species ) serving as the trigger mechanism at some pathological processes. Small radiation doses or chemical mutagens as the adapting factors form such effect too: 4-5 hours cells incubation - pretreatment those become resistant against the challenge mutagens concentrations thus adaptive response ( AR ) takes place. However as antimutagens effect as AR depend on many genetical characteristics ( DNA repair, genetic polymorphism, oxidative status et al ). Radioresistant ( RD line ) and radiosensitive ( syndrome Down line) cells treated as with natural ( garlic extract, retinol ) and synthetic ( crown-compound ) antimutagens as by adapting factors ( CdCl2 in low concentration, 10-8 M; heat shock ) and then - by CdCl2 challenging concentration, (10-5 - 10-6 M) were investigated. Polymorphic genes of detoxification ( GSTM1, GSTT1, GSTP1, CYP1A1 ) and gene MTHFR in Down syndrome cells have not shown any difference with the control genotype. Cd-induced DNA damage has not been repaired in human cells: nor in RD-cells neither in Down cells. The induced DNA strand breaks criteria was used to determine the protection coefficient in RD and Down cells. It reached 42-84% in RD-cells treated with antimutagens and adapting factors and 42-78% in Down cells respectively. However one exeption took place: no protection was detected in Down cells pretreated with adapting CdCl2 low concentration, 10-8 M. Using cells - viability as another criteria to estimate the effect similar results were obtained. RD- and Down cells were well protected from challenging CdCl2 concentration (10-6 M ) by antimugens and adapting factors but none of Down cells pretreated by low CdCl2 concentration (10-8 M ). Thus antimutagens and adapting factors pretreatment transformed unrepairable DNA damange to repairable ( the criteria of strand breaks and cell viability ). The protection coefficient reached 89-90% in RD-cells pretreated as with natural (garlic extract, retinol ) as by synthetic (crown-compound ) and it reached 56-58% in case of heat shock or CdCl2 10-8 M pretreatment. In Down cells this coefficient was lower reaching 66% (garlic extract ), while the minimal protection took place in those cells preatreated with CdCl2 10-8 M where AD was almost absence. Protein electrophoresis analysis revealed diminishing or even absence of the protein activity in the range 70 kDa in Down cells pretreated with adapting CdCl2 concentration. Versus the protein spectrum in RD- and Down - cells pretreated with antimutagens or heat shock or another adapting factor. It seems this protein ( or proteins ) is responsible for cell ability to form AR. The absence of latter in Down cells corresponds with the absence of that in human cells pretreated by low and then challenge radiation dose ( Khandogina et al, 1991 ). Thus the possibility to increase the human cell resistance against mutagens ( radiation, heavy metals ) by antimutagens was shown : in particular to protect Down cells against the challenging heavy metals doses compensating some defects in Down syndrome

1. Steen Kamp V., Grimmer N., Semano M., et al. Antioxidant and genotoxic properties of South African herbal extracts. - Mutation Res., 2005, vol. 581, pp. 35-42
2. Samarth R., Panwar M., Kumar M., et al. Radioprotective influence mentha piperita against gamma irradiation in mice. - Int.J. Rad. Biol. 2006, vol. 82, no.5, pp.331-337
3. Лукьянова Л.Д., Германова Э.Л., Лыско A.И. Энерготропное, антигипоксическое и атиоксидантное действие флавоноидов. - ВестникРАМН, 2007, №2, с.55-61
4. Дурнев А.Д. Модификация мутагенного процесса в клетках человека. - ВестникРАМН, 2001, №10, с.70-76
5. Buuhel I., Valenti K., Kilani S., et al. Antimutagenic, antigenotoxic and antioxidant activities of Acacia Salicinia extracts. - Toxicology in vitro, 2008. vol. 22, no.5, pp.1264-1272
6. Scolastici C., de Lima R., Barbisan L., et al. Antigenotoxicity and antimutagenicity of lycopene in Hep G2 cell line evaluated by comet assay and micronucleus test. - Toxicol. in vitro, 2008,
   vol. 22, no.2, pp.510-514
7. Zheng H., Chen Z., Wang L., et al. Radioprotection of 4-hydroxy-3,5 - dimethoxybenzaldehycle (VND 3207) in culture cells is associated with minimizing DNA damage and activating AKT. - Europ. Journ. of Pharmac. Sci., 2008, vol.33, no.1, pp.52-59
8. Засухина Г.Д., Васильева И.М., Ведерников А.И. и др. Антимутагенные свойства диазакраун - соединений с N-карбоксильными заместителями. - Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2006, т. 141, №3, с. 306-308
9. Засухина Г.Д., Дурнев А.Д., Васильева И.М. и др. Исследование антимутагенной и антиоксидантной активности краун-соединений в сравнении с эффектами экстракта чеснока. - Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2003. т. 135, №3, с. 302-305
10. Yang X., Yuan J., Sun Y., et al. Association between heat - shock protein70gene polymorphisms and DNA damage in peripheral blood lymphocytes among coke-oven workers. - Mutat. Res. 2008, vol.649, no.1-2, pp. 221-229
11. Засухина Г.Д. Адаптивный ответ - общебиологическая закономерность: факты, гипотезы, вопросы. - Радиобиология. Радиоэкология, 2008, т. 48, № 4, с.475-484
12. Пелевина И.И., Алещенко А.В., Антощина М.М. и др. Индивидуальная вариабельность в проявлении адаптивного ответа клеток человека на воздействие ионизирующей радиации. - Радиобиология. Радиоэкология, 2007, т.47, № 6, с. 658-666
13. Засухина Г.Д., Кузьмина Н.С. Генетический полиморфизм в защите клеток человека от мутагенов // В кн.: Молекулярный полиморфизм человека. - М.: изд-во РУДН, 2007, с. 583-599.
14. Хандогина Е.Р., Мутовин Г.П., Акифьев А.П. и др. Отсутствие радиоадаптивного ответа в лимфоцитах больных синдромом Дауна. - Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 1991, т. 112, с. 90-292.
15. Laemmli U. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophag T4. - Nature,1970,vol. 227,pp. 680-685
16. Кузьмина Н.С., Шипаева Е.В., Засухина Г.Д. и др. Полиморфизм генов детоксикации и устойчивость клеток к мутагенам у пациентов с синдромом Элерса-Данлоса. - Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2007, т. 44, №11, с. 560-564.
17. Кузьмина Н.С., Ушенкова Л.И., Засухина Г.Д. и др. Генный полиморфизм у пациентов с синдромом Дауна. - Журнал неврологии и психологии им. Корсакова (в печати).
18. Засухина Г.Д., Кузьмина Н.С., Васильева И.М. Комплексное изучение генетического полиморфизма как новый подход в исследовании механизмов защиты клеток человека от мутагенов. // В кн.: Фундаментальные науке - медицине. - М.: Изд-во «Слово», 2007, с. 186-187.
19. Меликсетова И.А., Васильева И.М., Засухина Г.Д. Формирование радиоадаптивного ответа при воздействии хлористого кадмия.- Докл. РАН, 1997, т.354, №4, с.573-575
20. Бочков Н.П. Клиническая медицина. - М: Гэотар. - Мед., 2004, с. 1-475
21. Спивак И.М., Пликач И.М., Смирнова И.В. и др. Новые подходы к диагностике повышенной радиочувствительности клеток человека. - Технологии живых систем, 2007, т.4, № 5-6, с.39-54
22. Saran N., Pletcher M., JoAnne S., et al. Global disruption of the cerebrallar transcriptome in Down syndrome mouse model. Human Mol. -Genetics, 2003, vol.12, no. 16, pp. 2013-2019.
23. Капралов А.А., Донченко Г.В., Петрова Г.В. Роль витамина Е в процессе функционирования клетки. Антиоксидантные и неантиоксидантные механизмы. - Успехи современной биологии, 2003, т. 123, №6, с. 573-589.
24. Васильева И.М., Семячкина А.И., Засухина Г.Д. и др. Защитное действие антимутагенов в репаративно-дефектных клетках человека. - Радиобиология. Радиоэкология, 2008, т. 48, № 2, с.195-198
25. Ortmann E., Mayerhofer T., Yetoff N., et al. Effects of antioxidant vitamins on radiation - induced apoptosis in cells of a human lymphoblastic cell line. - Radiat. Res., vol. 2004,
    no. 161. pp. 48-55.
26. Sehlade - Bartusiak K., Stembalska - Kozlowska A., Bernady M., et al. Analysis of adaptive response to bleomycin and mytomycin C. - Mutat. Res., 2002, vol. 513, no. 1-2, pp. 75-81.
27. Радкевич Л.А., Николаева И.С., Гюльазизова К.С. и др. Роль фенотипа NAT2 в предрасположенности к раку печени. - Технология живых систем, 2007, т. 4, № 5-6, с. 29-38.
28. Пирузян Л.А., Радкевич Л.А., Морозов Н.В. Этническое портретирование с целью прогнозирования индивидуальной чувствительности к химическим соединениям на примере n-аце­тилирования при онкологических заболеваниях. - РАН, 2003, т. 392, № 6, с. 835-841.
29. Лимборская С.А., Вербенко Д.А., Хрупин А.В. Этническая геномика народонаселения Восточно- Европейского региона // В кн.: Молекулярный полиморфизм человека. - М.: РУДН, 2007, с. 699-741.
30. Zintzaras E. Material gene polymorphisms involved in Down syndrome offspring. -Y. Hum. Genet. 2007, vol.52, no.1, pp.943-953.
31. Scala L., Granese B., Sellito M., et al. Analysis of seven maternal polymorphism homocysteine - folate metabolism in Down syndrome. - Genet. Med., 2006, vol. 8, no. 7, pp. 409-416.