The comet assay, or single-cell gel electrophoresis (SCGE), is a sensitive, rapid, relatively simple and inexpensive method for detecting DNA strand breaks in individual cells. It is used in a broad variety of applications and as a tool to investigate DNA damage and repair. The sensitivity and specificity of the assay are greatly enhanced if the DNA incubated with an enzyme, which recognizes a specific kind of DNA damage. This damage induced by oxidative stress plays a pivotal role in many diseases and in aging. This article is a critical review of the possible application of the comet assay in some pathological states in clinical practice. Most of the studies relate to evaluating the response of an organism to chemotherapy or radiotherapy with statistically significant evidence of DNA damage in patients. Other useful applications have been demonstrated for patients with heart or neurodegenerative diseases. Only a few studies have been published on the use of this method in critically ill patients, although its use would be appropriate. There are also other scenarios where the comet assay could prove to be very useful in the future, such as in predicting the likelihood of certain pathological conditions.
- MeSH
- kardiovaskulární nemoci genetika metabolismus patologie MeSH
- kometový test metody MeSH
- lidé MeSH
- nemoci nervového systému genetika metabolismus patologie MeSH
- oxidace-redukce MeSH
- oxidační stres fyziologie MeSH
- poškození DNA fyziologie MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- přehledy MeSH
2-chloroethyl ethyl sulfide (CEES) is a vesicant agent, commonly referred to half mustard due to its ability to form monofunctional adducts with DNA. In this study, we evaluated the chemoprotective potential of 13 compounds and their mixtures with sodium 2-mercaptoethanesulfonate (MESNA) against CEES-induced geno- and cytotoxicity in human lung cell line A-549. MESNA, L-glutathione (GSH), thiourea, sodium thiosulfate, hexamethylenetetramine, 4-acetamidophenol, asoxime dichloride (HI-6), N-acetyl-L-cysteine (NAC), sodium pyruvate, myo-inositol, 3-aminobenzamide (3-AB), nicotinamide, and Nω-nitro-L-arginine methyl ester hydrochloride and combinations of these compounds with MESNA were applied 30 min before CEES. DNA alkylation was measured using modified comet assay 1 and 24 h after the exposure. Cell viability was determined using MTT assay at 24 and 72 h. The mono-therapeutical approach identified MESNA and GSH to provide significant chemoprotection. NAC and 3-AB supported DNA damage repair, while cell viability remained unaffected. Mixtures of GSH or NAC with MESNA showed protective synergism against DNA damage. Other compounds or their combinations with MESNA failed due to the potentiation of CEES-induced cytotoxicity. The chemoprotection against CEES remains limited; however, the combination of substances can provide protective synergy and may represent a promising strategy in the treatment of accidental exposure to monoalkylating agents.
- MeSH
- antidota MeSH
- chemické bojové látky toxicita MeSH
- chemoprofylaxe MeSH
- kometový test MeSH
- kultivované buňky účinky léků MeSH
- mesna analogy a deriváty terapeutické užití MeSH
- poškození DNA účinky léků MeSH
- testy genotoxicity metody MeSH
- yperit * analogy a deriváty toxicita MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
The potency of three nerve agents (sarin, soman, tabun) to induce oxidative damage of DNA in lymphocytes, liver and brain during lethal or sublethal poisoning was investigated. The single strand breaks or oxidative base DNA damage was evaluated with the help of Comet assay and a specific enzyme able to detect oxidative bases of DNA (endonuclease III). While sarin and soman administered at sublethal doses corresponding to 50% of their LD50 values were not able to induce oxidative damage of DNA, their lethal dose (LD50) induced the significant increase of the number of oxidative bases in DNA of hepatocytes. In addition, tabun administered at lethal dose (LD50) induced significant increase of the number of single strand breaks and oxidative bases of DNA in glial cells isolated from pontomedullar brain region. Thus, some nerve agents were able to induce oxidative damage in the peripheral as well as central compartment but only in the case of severe poisoning caused by lethal doses of nerve agents. This non-cholinergic effect of nerve agents has probably consequences with nerve agents-induced hypoxic status during acute cholinergic crisis and it can contribute to their long-term toxic effects.
Cíl studie: Poškození DNA vlivem celkové anestezie (CA) je popsáno použitím různých metod. Publikace porovnávající vliv rozdílných anesteziologických technik nebyly v dostupné odborné literatuře nalezeny. Primárním cílem práce bylo ověřit proveditelnost metody. Sekundárním cílem bylo vyvrátit hypotézu, že neuraxiální anestezie (SAB) poškozuje DNA stejně jako CA v pilotní studii. Typ studie: Prospektivní nerandomizovaná monocentrická observační pilotní studie.Typ pracoviště: Fakultní nemocnice.Materiál a metoda: Pacienti (n = 34) podstupující ortopedicko-traumatologický výkon na dolní končetině byli rozděleni do dvou skupin: skupina CA a skupina SAB. U všech zařazených pacientů byl po podepsání informovaného souhlasu proveden odběr krve před operací a do 24 hodin po operaci. Poškození lymfocytární DNA bylo vyšetřeno metodou comet assay, která umí kvantitativně detekovat poškození nukleární DNA. Pomocí specifických enzymů lze stanovit poškození DNA způsobené oxidací bází. Výsledky comet assay byly dále hodnoceny semiautomaticky programem Lucia (Laboratory Imaging, CZ) ve fluorescenční mikroskopii, která umožňuje kvantifikaci oxidovaných bází DNA a zlomů jednošroubovicové DNA. Pro porovnání výsledků v obou skupinách byl použit Wilcoxonův test na hladině statistické významnosti pro p = 0,05. Výsledky: Skupinu CA tvořilo 19 pacientů, skupinu SAB 15 pacientů. Ve skupině CA bylo nalezeno statisticky významně vyšší poškození DNA ve srovnání s předoperačními hodnotami, u pacientů skupiny SAB byly zaznamenány statisticky nevýznamné rozdíly v poškození DNA před a po operaci. Závěr: Metoda comet assay se ukázala jako použitelná pro kvantifikaci změn DNA u pacientů po chirurgickém výkonu v anestezii. Výsledky poukazují na možný vztah mezi anesteziologickou technikou a změnami DNA asociovanými s operačním traumatem a/nebo anestezií. Zvolená metoda přináší reprodukovatelné výsledky s potenciálem jejího využití ve výzkumu vlivu anestezie na změny DNA a otevírá cestu k testování protektivních konceptů směřujících k minimalizaci poškození DNA v důsledku anestezie a operačního traumatu.
Objective: DNA damage due to general anesthesia (GA) has been described by various methods. Comparisons of different anesthesia techniques has not been found in the available literature. The primary aim of the study was to test the feasibility of the method. The secondary aim was to disprove the hypothesis that neuraxial anesthesia damages DNA just as much as GA in a pilot study. Design: Prospective, non-randomized, monocentric, observational pilot study. Setting: University Hospital. Materials and methods: Patients (n = 34) undergoing orthopedic/traumatological lower limb surgery were divided into two groups: general anesthesia (GA group) and subarachnoid anesthesia (SAB group). In all enrolled patients, after informed consent was obtained, blood was taken before surgery and within 24 hours after the surgery. Lymphocyte DNA damage was assessed by comet assay, which can quantitatively detect damage to nuclear DNA. Using specific enzymes, oxidative DNA damage can be detected. Comet assay results are evaluated semi-automatically by Lucia software (Laboratory Imaging, CZ) in fluorescence microscopy, which allows quantification of oxidized DNA bases and single stranded DNA breaks. The Wilcoxon test at the statistical significance level of p = 0.05 was used to compare the results between both groups. Results: The GA group consisted of 19 patients, the SAB group of 15 patients. There was a significantly higher DNA damage in the GA group compared to their preoperative values. Non-significant differences in DNA damage were observed in the SAB group. Conclusion: We proved the feasibility of the comet assay method in quantification of DNA damage in patients after anesthesia and surgery. The results point at the possible relationship between the anesthesia technique and DNA changes associated with surgery and/or anesthesia. The chosen method brings reproducible results with a potential for its use in the investigation of the effects of anesthesia on DNA, and opens the way for testing protective concepts aimed at minimizing DNA damage due to surgical trauma and anesthesia.
- Klíčová slova
- neuraxiální anestezie,
- MeSH
- celková anestezie * škodlivé účinky MeSH
- klinická studie jako téma MeSH
- lidé MeSH
- poškození DNA * MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
Tento přehledový článek poskytuje informace o zpuchýřujících bojových chemických látkách. Hlavní pozornost je věnována sirnému yperitu. Článek shrnuje historii této chemické látky od jejího objevu až po současnost, dále fyzikálně-chemické vlastnosti, toxikokinetiku a klinický obraz akutní intoxikace. Probírány jsou i pozdní následky expozice. Laboratorní diagnostika expozice sirnému yperitu je otázkou, na kterou je aktuálně upřena celosvětová pozornost mnoha výzkumných skupin. Současné terapeutické přístupy doporučené organizací NATO jsou zaměřeny na rychlou dekontaminaci a symptomatickou léčbu. Přes všechny snahy, nebylo do dnešní doby nalezeno účinné a použitelné antidotum, které by zabránilo devastujícím následkům expozice. Efektivní ochrana před sirným yperitem tak nadále spočívá v zamezení kontaktu s organismem.
This review provides information about blistering chemical warfare agents. The main focus lies on the sulfur mustard. The article summarizes the history of this agent from its discovery to the present, physicochemical properties, toxicokinetics, and the clinical picture of acute intoxication. Late effects of poisoning are discussed as well. The laboratory diagnosis of sulfur mustard exposure is an issue that is currently being discussed by many research groups worldwide. Current therapeutic approaches recommended by NATO are aimed at rapid decontamination and symptomatic treatment. In spite of all efforts, no potent and usable antidote has been found to prevent the devastating outcomes of the exposure. Therefore, efficient protection against sulfur mustard still consists of preventing the contact with organism.
- Publikační typ
- abstrakt z konference MeSH
- Publikační typ
- abstrakt z konference MeSH
- Publikační typ
- abstrakt z konference MeSH
- Publikační typ
- abstrakt z konference MeSH
