Quantifizierung von DNA-Reparaturprodukten im Urin nach UV-Bestrahlung der Haut

Projekttitel:

Bestimmung von DNA-Reparaturprodukten im Urin nach UV-Bestrahlung der Haut

1. Zweck

   Problem Definition

   DNA-Schäden entstehen in der Haut durch Sonneneinstrahlung. Die häufigsten DNA-Schäden werden als Thymin-Dimere bezeichnet. Viele dieser Verletzungen werden durch „Nucleotide Excision Repair“ (NER) repariert und über den Urin ausgeschieden. Wie wichtig dieser Reparaturmechanismus ist, zeigt sich bei Patienten mit NER-Defekten, die ein sehr hohes Hautkrebsrisiko haben. Die Forscher wollen die Menge an Thymin-Dimeren im Urin nach ultravioletter (UV) Bestrahlung der Haut quantifizieren können. Mit der Etablierung eines solchen Testsystems wird es schließlich möglich sein, potenzielle Lichtschutzsubstanzen oder potenzielle photokarzinogene Substanzen anhand der im Urin nach einer bekannten UV-Dosis gemessenen Schädigung zu testen. Wann die höchste Sekretion dieser Art von DNA-Schäden auftritt, möchten die Forscher bei zwei unterschiedlichen Bestrahlungsschemata untersuchen. Die Quantifizierung von Thymin-Dimeren im Urin war früher mit einer Isotopenmethode möglich, aber diese Methode ist nicht mehr verfügbar und es ist wünschenswert, Isotope zu vermeiden. Die Forscher haben eine neue Methode entwickelt, die auf der Ultrahochdruck-Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie (UHPLC-MS) basiert.

   Hypothese

   Die Forscher gehen von der Hypothese aus, dass die maximale Ausscheidung von Thymin-Dimeren im Urin 1-4 Tage nach UV-Bestrahlung der Haut erfolgt.

   Hintergrund

   Ultraviolette (UV) Strahlung verursacht DNA-Schäden in der Haut, die schließlich zu Hautkrebs führen können. Thymin-Dimer ist ein DNA-Schaden, der nur entsteht, wenn UV-Strahlen auf die DNA in den Hautzellen treffen. Nucleotide Excision Repair (NER) repariert und entfernt Thymin-Dimere in der einzelnen Zelle, die dann mit dem Urin ausgeschieden werden. Thymin-Dimere im Urin sind ein Biomarker für die vollständige DNA-Reparatur. In der Vergangenheit existierte ein Verfahren zur Quantifizierung von Thymin-Dimeren im Urin unter Verwendung von Isotopenmarkierung. Die Methode war sehr empfindlich, hatte aber eine lange Analysezeit und außerdem ist es ein Vorteil aus einer Arbeitsumgebung, um die Arbeit mit radioaktiven Isotopen zu vermeiden.

   Den Forschern ist es gelungen, eine neue Analysemethode mittels UHPLC-MS zu entwickeln. Dieses Verfahren hat eine hohe Empfindlichkeit und hohe Selektivität bei gleichzeitig schneller Analysezeit. Darüber hinaus ist dieses Gerät in der Lage, mehrere DNA-Modifikationen zu analysieren. Darüber hinaus gibt es eine hohe Empfindlichkeit und eine hohe Selektivität. Diese Studie ist eine Proof-of-Concept-Studie, in der die Forscher untersuchen möchten, wann der optimale Zeitpunkt für die Urinsammlung nach zwei verschiedenen Bestrahlungsschemata ist. Die Perspektive ist, mit der Methode neue potenzielle lichtschützende sowie lichtkrebserzeugende Stoffe finden zu können.

2. Methode

   Studiendesign für gesunde Probanden

   Die Probanden (n = 16-20) werden durch eine Bekanntmachung auf der Website des Krankenhauses von Bispebjerg rekrutiert. Die Probanden werden zu einem ersten Screening-Besuch eingeladen, bei dem die Teilnehmer mündliche Informationen über die Studie von der Studienleiterin Catharina Lerche erhalten. Das Meeting findet in einem separaten Raum statt, um eine sichere und ruhige Umgebung zu gewährleisten. Die Probanden werden darüber informiert, dass die Teilnehmer auf Wunsch einen Assistenten mitbringen können. Eine schriftliche Einverständniserklärung wird sichergestellt und erfolgt mindestens 24 Stunden nach dem Screening-Besuch.

   Auf dieser Grundlage werden die Probanden in 2 Gruppen von 8-10 Personen eingeteilt. Gruppe 1 wird 3-mal mit 1 Standard-Erythem-Dosis (SED) bestrahlt. 1 SED entspricht ca. 10 min Sonne um kl. 13 an einem guten dänischen Sommertag. Gruppe 2 wird einmalig mit 3 SED bestrahlt, was ca. 30 min um kl. 13 an einem guten dänischen Sommertag. Die Bestrahlung wird für Gruppe 2 am Tag 1 und für Gruppe 1 an den Tagen 1, 2 und 3 durchgeführt.

   Die Probanden werden in einer Ganzkörper-UV-Kabine (Waldmann, Willing-Schwenningen, Deutschland) mit 26 F85/100W UV6-Röhren (290-350 nm, Breitspektrum) bestrahlt. Die Bestrahlungszeit wird an einer Zeitschaltuhr so ​​eingestellt, dass die UV-Kabine nach der gewünschten Bestrahlungszeit abschaltet. Die Bestrahlungszeit beträgt 16 Sekunden für eine 1 SED und 43 Sekunden für eine 3 SED. Die UV-Kabine wird mit kalibrierten Geräten gemessen, die auch zur Messung von UV-Kabinen in der Klinik, die für Patienten verwendet werden, verwendet werden. Die Probanden stehen aufrecht in der Kabine und haben einen Bildschirm auf, damit ihre Augen und ihr Gesicht keiner Strahlung ausgesetzt sind. Beim Beleuchten sollten die Probanden nur Unterwäsche tragen, was für Männer Unterhosen/Boxershorts sind, während es für Frauen BHs und Höschen sind. Das Experiment wird zwischen Oktober und März durchgeführt, um zu vermeiden, dass die Probanden nicht gleichzeitig UV-Strahlung von der Sonne erhalten und dadurch DNA-Schäden entstehen können. Die Probanden müssen Morgenurin in bereitgestellten Behältern sammeln und bis zum letzten Besuch in ihrem eigenen Gefrierschrank aufbewahren.

   Morgenurin (2x 50 ml) wird vor der Bestrahlung gesammelt, genannt Tag 1 und sogar bis Tag 8 nach der letzten Bestrahlung, dh. Tag 10 für Gruppe 1 und Tag 8 für Gruppe 2. 2 x 50 ml x 10 insgesamt 1000 ml Urin werden für Gruppe 1 und 2 x 50 ml x 8 insgesamt 800 ml Urin für Gruppe 2 gesammelt. Vorher und nachher Bei jeder Beleuchtung werden Pigment und Rötungen an den Probanden sowie bei Abschlussbesuchen gemessen. An Rücken, Brust und Gesäß werden Pigment- und Rötungsmessungen durchgeführt.

3. Statistische Überlegungen

   Frühere Studien haben einen Anstieg von 1,7 nmol mit einer Streuung (SD) von 1,3 nmol 4, einer Power von 0,80 sowie einem Signifikanzniveau von 0,05 in einem gepaarten Test beobachtet, dann müssen 7 Personen die Studie abschließen, wenn die Forscher die Power auf setzen 0,80 und haben ein Signifikanzniveau von 0,05 und verwenden den gepaarten Test (Power and Sample Size Calculation, PS, Vanderbilt University; Version 3.1.2). Da die Studie bis zu 10 Tage dauert, ist mit Abbrüchen zu rechnen, daher werden in jeder der beiden Gruppen 8-10 eingeschlossen, dh. insgesamt 16-20 gesunde Probanden.

4. Kurz- und langfristige Risiken, Nebenwirkungen und Nachteile

   Es besteht ein geringes Risiko für kurzzeitige Rötungen nach dem Anzünden sowie nach einem Aufenthalt in der Sonne. Die UV-Dosen (3 SED) wurden so gewählt, dass fast alle Dänen Rötungen vermeiden. Die gesamte UV-Dosis entspricht einem ½-stündigen Aufenthalt in der Sonne mitten am Tag während des Sommers in Dänemark. Alle Probanden werden mündlich und schriftlich über die Risiken und möglichen Nebenwirkungen aufgeklärt.

   Es wird keine Biobank angelegt. Die Urinproben werden unmittelbar nach der Entnahme analysiert. Überschüssiges biologisches Material wird unmittelbar nach der Analyse vernichtet.

5. Qualitätskontrolle

   Die Deklaration von Helsinki II wird ebenso respektiert wie die Standards guter klinischer Forschung. Die Achtung der Privatsphäre sowie der körperlichen und geistigen Unversehrtheit der Patienten wird gewahrt. Die Studie wird beim Wissenszentrum für Datenberichterstattung der Hauptstadtregion im elektronischen System Pactius registriert.

6. Datenschutz und Speicherung Die Datenschutzgrundverordnung wird beachtet. Forschung mit Daten aus der Hauptstadtregion gilt als öffentliche Forschung. Die Verwendung und Weitergabe der in dieser Studie erhobenen Daten wird mit den Patienten während des Einwilligungsverfahrens besprochen. Das Projekt wird dem Wissenszentrum für Datenberichterstattung der Hauptstadtregion Dänemark im elektronischen System Pactius gemeldet. Eine Liste mit den Namen, der Studien-ID und dem Geburtsdatum der Probanden wird erstellt. Alle erhobenen Daten werden anonymisiert und durch die dänische Gesetzgebung zum Umgang mit personenbezogenen Daten und das Gesundheitsgesetz geschützt. Die Daten werden registriert und für 5 Jahre nach Abschluss der Studie in der Abteilung für Dermatologie, Krankenhaus Bispebjerg, gespeichert.
7. Ökonomie Die Apothekerin Catharina Lerche, Professor Hans Christian Wulf und der Ingenieur Peter Philipsen haben die Initiative für das Experiment ergriffen, und die Forscher werden alle von der Hautabteilung des Bispebjerg-Krankenhauses bezahlt. Es gibt keine Beiträge von Unternehmen oder Drittmitteln zu diesem Experiment.
8. Informationen für Probanden Die Studienleiterin, Catharina M. Lerche, ist dafür verantwortlich, klare mündliche und schriftliche Informationen über die Ziele, Designs und Risiken der Studie bereitzustellen, wie in "Informationen und Zustimmung zur Teilnahme an gesundheitswissenschaftlichen Forschungsprojekten" des angegeben Ministerium für Gesundheit und ältere Menschen. Der Teilnehmer wird in ungestörter Umgebung auf sein Recht auf Anwesenheit einer/oder mehrerer Begleitpersonen, die Freiwilligkeit der Teilnahme und die jederzeitige Möglichkeit des Rücktritts während der Studie hingewiesen. Den Probanden wird ausreichend Bedenkzeit (mindestens 24 Stunden) eingeräumt. Die Probanden werden gebeten, eine Einverständniserklärung zu unterschreiben.
9. Veröffentlichung der Ergebnisse Positive, negative und eindeutige Ergebnisse werden veröffentlicht. Ziel ist die Veröffentlichung und Präsentation der Ergebnisse in einer international begutachteten Fachzeitschrift für Dermatologie und/oder auf dermatologischen Konferenzen. Die geistigen Eigentumsrechte an den Ergebnissen gehören dem Bispebjerg Hospital. Die Veröffentlichungen entsprechen den Vancouver-Richtlinien.
10. Ethik Personenbezogene Daten und Urinproben werden gemäß dem Gesetz über personenbezogene Daten und dem Gesundheitsgesetz verarbeitet. Das Projekt wird auch mit minimalen Gesundheits- und Sicherheitsrisiken für die Teilnehmer durchgeführt. Es wird erwartet, dass die potenziellen Risiken von Nebenwirkungen in dieser Studie sehr gering sind. Das Potenzial für evidenzbasierte zukünftige Gewinne und die Zukunftsaussichten, die diese Studie möglicherweise bietet, sollten gegen die Teilnahme an der Studie abgewogen werden. Die dänischen Gesetze zu Patientenrechten und Entschädigung werden befolgt.