Cisplatin enhances radiation-induced apoptosis in peripheral lymphocytes of cancer patients: in vivo and in vitro findings.

چکیده اصلی

BACKGROUND: Concurrent cisplatin and radiotherapy frequently cause severe acute hematologic toxicity. This study investigated whether lymphocyte apoptosis, quantified via the γ-H2AX pan-nuclear immunostaining assay, can serve as a reliable biomarker for the acute hematologic side effects of combined chemoradiation. METHODS: Blood samples were collected from cancer patients and healthy controls. Lymphocyte apoptosis was evaluated using the γ-H2AX pan-nuclear assay following in vitro and in vivo exposure to cisplatin and ionizing radiation (IR). In PBMCs, γ-H2AX results strongly correlated with conventional caspase-3 (r = 0.9736) and annexin V (r = 0.9780) apoptosis assays. Additionally, in vitro experiments assessed how phytohemagglutinin-L (PHA-L)-induced lymphocyte proliferation influences the combined effects of cisplatin and IR on apoptosis, alongside the regulatory role of the ATM protein. RESULTS: In vitro, cisplatin increased lymphocyte apoptosis asymptotically, plateauing at 10 µg/ml (11.6 ± 5.0%). Combined cisplatin and IR treatment increased apoptosis in a strictly additive manner (radiation effect: p < 0.0001), with no significant synergistic interaction effect between the two modalities (p = 0.22). The apoptotic effect level of in vivo cisplatin administration did not differ significantly from the maximum effect observed following a 1-hour in vitro exposure to high cisplatin concentrations. In vivo, the additive effect of cisplatin on IR-induced apoptosis peaked up to 3 days post-administration before returning to baseline by day 6. Consistent with these findings, cisplatin and radiation induced a significant, additive increase in apoptosis within PHA-L-stimulated lymphocytes. Inhibition of ATM has no effect on apoptosis following treatment with cisplatin and IR. CONCLUSIONS: The γ-H2AX pan-nuclear assay provides a valid, reliable method for quantifying radiation- and chemotherapy-induced lymphocyte damage. The time-dependent, additive toxicity observed indicates a critical clinical window (up to 3 days post-cisplatin) for maximum hematologic damage, allowing for optimization of treatment schedules. CLINICAL TRIAL NUMBER: Not applicable.

ترجمه فارسی چکیده

پس‌زمینه: همزمانی سیس‌پلاتین و پرتودرمانی اغلب باعث سمیت خونی حاد شدید می‌شود. این مطالعه بررسی کرد که آیا مرگ‌ومیر برنامه‌ریزی‌شده لنفوسیت‌ها، که با آزمون ایمونوستینگ γ-H2AX پان‌نوکلئاری اندازه‌گیری می‌شود، می‌تواند به عنوان یک نشانگر قابل اعتماد برای عوارض خونی حاد درمان ترکیبی شیمی‌درمانی و پرتودرمانی عمل کند. روش‌ها: نمونه‌های خونی از بیماران سرطانی و کنترل‌های سالم جمع‌آوری شد. مرگ‌ومیر برنامه‌ریزی‌شده لنفوسیت‌ها با استفاده از آزمون γ-H2AX پان‌نوکلئاری پس از مواجهه درون‌آزمایشگاهی و درون‌زنده با سیس‌پلاتین و پرتوهای یونیزان ارزیابی شد. در پلاسمای گلبول‌های سفید مغز استخوان، نتایج γ-H2AX به شدت با آزمون‌های مرگ‌ومیر برنامه‌ریزی‌شده کاسپاز-۳ و آنکستین V همبستگی داشت. نتایج: درون‌آزمایشگاهی، سیس‌پلاتین مرگ‌ومیر برنامه‌ریزی‌شده لنفوسیت‌ها را به صورت نزدیک به نمودار نمایی افزایش داد و در غلظت 10 میکروگرم بر میلی‌لیتر تثبیت شد. درمان ترکیبی سیس‌پلاتین و پرتودرمانی، مرگ‌میر برنامه‌ریزی‌شده را به صورت صرفاً جمعی افزایش داد. اثرات درون‌زنده سیس‌پلاتان با اثرات حداکثری مشاهده شده درون‌آزمایشگاهی تفاوت معنی‌داری نداشت. درون‌زنده، اثر جمعی سیس‌پلاتان بر مرگ‌میر برنامه‌ریزی‌شده ناشی از پرتودرمانی تا ۳ روز پس از تزریق اوج گرفت و تا روز ۶ به پایه بازگشت. نتیجه‌گیری: آزمون γ-H2AX پان‌نوکلئاری روشی معتبر برای اندازه‌گیری آسیب لنفوسیت‌ها ناشی از پرتودرمانی و شیمی‌درمانی است.

متن کامل اصلی