Ультрафиолетовая сушка лака для ногтей генотоксична и мутагенна

На ультрафиолетовое излучение спектра А (UVA, 315–400 нм) приходится примерно 90% УФ-излучения, достигающего поверхности Земли. Оно плохо поглощается ДНК и мало повреждает ее. Тем не менее UVA относится к канцерогенам. Обычно с опасными дозами UVA человек сталкивается, например, в солярии. Связь использования соляриев с повышенным риском развития рака кожи была показана ранее. Экспериментальные данные помогли установить, что UVA повреждает ДНК не напрямую, на через образование активных форм кислорода (АФК) и накопление 8-оксо-7,8-дигидро-2’-деоксигуанозина (8-oxo-dG). При этом образуются мутации C:G>A:T. Тем не менее UVA широко применяется в коммерческих продуктах, например, в УФ-лампах для сушки лака для ногтей. Канцерогенные и мутагенные свойства этих ламп ранее не проверялись. В новой работе исследователи из США оценили, какой эффект оказывают эти УФ-лампы на клетки кожи человека и мыши. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Цитотоксический эффект УФ-ламп для сушки лака проверили на эмбриональных фибробластах мыши (MEF), фибробластах крайней плоти человека (HFF) и эпидермальных кератиноцитах взрослого человека (HEKa). Все первичные клеточные линии облучали один, два или три раза в течение 0–20 минут. Жизнеспособность клеток оценивали через 48 часов после последнего облучения.

Анализ показал, что жизнеспособность клеток снижалась по мере увеличения дозы излучения. Так, во всех клеточных линиях облучение в течение 20 минут приводило к гибели 20–30% клеток, а трехкратное двадцатиминутное облучение — 65–70% клеток.

Повреждение ДНК оценили после острого облучения (два двадцатиминутных сеанса в течение двух часов) или хронического облучения (три двадцатиминутных сеанса в течение трех дней). Генотоксичность анализировали через четыре часа по фосфорилированию гистонов H2Ax на серине 139 (γH2Ax). У MEF число фокусов γH2Ax увеличилось в 186 раз после острого облучения и в 183,3 раза после хронического по сравнению с контрольными клетками. У HFF число фокусов увеличилось в 154,7 и 137 раз соответственно. У HEKa эти показатели равнялись 398 и 260 соответственно.

С помощью иммунофлюоресценции авторы оценили, образуются ли под действием облучения циклобутан-пиримидиновые димеры или пиримидин-пиримидоновые фотопродукты. В отличие от UVC, УФ-лампы не вызывали образования этих соединений.

Во всех типах клеток измерили окислительный стресс с помощью зонда CellROX. Флуоресценция в облученных клетках усилилась, что говорит о стрессе. Авторы подтвердили, что дело в образовании АФК. Концентрации 8-oxo-dG увеличивались после облучения. Она оставалась стабильной даже спустя 24 часа. Анализ OxiSelect подтвердил образование АФК в клетках после облучения.

Исследователи проанализировали работу митохондрий в облученных клетках. Во всех типах клеток отмечалась потеря потенциала митохондриальной мембраны. Также был выявлен окислительный стресс в митохондриях клеток HEKa после облучения.

Геномы клеток секвенировали после облучения. В клетках MEF значительно увеличилось количество замен единичных оснований, в частности C > A. Число замен C > A положительно коррелировало со временем облучения. Те же результаты показали опыты с HFF и HEKa.

Различные эндогенные и экзогенные факторы характеризуются своими паттернами соматических мутаций, называемыми мутационными сигнатурами. Авторы изучили мутационные сигнатуры после облучения УФ-лампами для сушки лака для ногтей. В клетках MEF и HFF были выявлены сигнатуры SBS18 и SBS36, ассоциированные с АФК. 

В новом исследовании результаты были получены на клеточных линиях, что налагает свои ограничения. Так, у этих клеток нет защитного ороговевшего слоя. У клеточных линий есть свой набор фоновых мутаций. Наконец, накопление мутаций в клеточных линиях напрямую не свидетельствует об опухолеобразовании в человеческой популяции. Ультрафиолетовое излучение в этих опытах показало себя цитотоксичным, генотоксичным и мутагенным, что не говорит напрямую о повышении риска развития рака кожи. Тем не менее существуют анекдотические свидетельства развития рака на коже рук, связываемого с использованием УФ-ламп для сушки лака для ногтей. Нужны дальнейшие эпидемиологические исследования. Авторы предупреждают, что такие исследования могут занять довольно продолжительное время.

Скорость накопления соматических мутаций зависит от продолжительности жизни млекопитающих