Verminderde regeneratieve capaciteit van bronchiaal epitheel door ioniserende straling

Radiation-induced lung injury (RILI) is een ernstige bijwerking van radiotherapie voor longkanker, waarbij schade aan het normale longepitheel een rol kan spelen, al zijn de exacte mechanismen nog onvolledig begrepen. Dit onderzoek richt zich op de effecten van ioniserende straling (IR) op goed gedifferentieerde primaire bronchiale epitheelcellen (PBEC), met aandacht voor cytotoxiciteit, barrierefunctie, ontsteking en de functie van epitheliale progenitorcellen. PBEC werden gedurende 14 dagen gekweekt aan het air-liquid interface om mucociliaire differentiatie te bereiken.

De effecten van IR (1, 2, 4 en 8 Gy) werden geevalueerd aan de hand van lactaatdehydrogenase (LDH)-afgifte en trans-epitheliale elektrische weerstand (TEER) als markers voor cytotoxiciteit en barrierefunctie. De expressie van genen gerelateerd aan celcyclusregulatie, ontsteking en epitheliale-mesenchymale transitie (EMT) werd bepaald met qPCR, DNA-schade werd geanalyseerd via immunofluorescentie van gammaH2Ax-foci, en de progenitorfunctie werd beoordeeld met een organoidevormingstest op 24 uur en 7 dagen na bestraling. IR leidde tot een dosisafhankelijke toename van gammaH2Ax-foci, wat wijst op dubbelstrengs DNA-breuken, terwijl markers voor cytotoxiciteit, ontsteking en EMT geen significante veranderingen vertoonden.

De expressie van de celcyclusremmer P21/CDKN1A was verhoogd, terwijl proliferatiemarkers zoals MKI67 en E2F1 verlaagd waren. Belangrijk is dat IR de organoidevormingscapaciteit significant verminderde op zowel 24 uur als 7 dagen na bestraling. De onderzoekers concluderen dat straling geen acute cytotoxiciteit of inflammatoire respons veroorzaakt, maar het regeneratieve vermogen van het epitheel langdurig beinvloedt, wat wijst op een mogelijke rol van progenitorceldisfunctie in de pathogenese van RILI.