ICRP-publikation 131: Stamcellers biologi med avseende på carcinogenes – strålskyddsaspekter

I denna intressanta rapport ges en sammanfattning av stamcellers/progenitorcellers reaktion på strålning med avseende på stokastiska effekter. Rapporten har tre huvudsakliga syften: 1) att ge en översikt av biologin och strålbiologin för stamceller med hänsyn till mekanismen för strålinducerad carcinogenes, 2) att jämföra svaret på strålning för stamceller och associerade celler i olika vävnader med hänsyn till risk för cancer och att kartlägga de olika cellernas roller, samt 3) att resonera kring hur man utifrån kunskap om stamcellers/progenitorcellers biologi, deras svar på strålning och deras benägenhet för cancerutveckling efter strålning, kan använda data från homogena akuta strålexponeringar för att utvärdera stokastiska risker vid olika scenarion. För att utvärdera frågor som sedan länge är av stort intresse för ICRP (t ex dos-rat-effekter, lokalisation av targetceller, riskfaktorer för olika vävnader och ålderberoende känslighet för strålning) är rapporten uppdelad med avseende på stamceller i olika organsystem – blod, bröst, sköldkörtel, gastrointestinalkanal, lunga, hud och skelett.

Av rapporten framgår att den största kunskapen om biologin och radiobiologin för stamceller och progenitorceller härrör från vävnader som förnyas snabbt, t ex tarmslemhinna och benmärg, men i alla vävnader som diskuteras i rapporten finns stamcellspopulationer med en komplicerad hierarki av olika celltyper med olika strålkänslighet. Författarna anser att ”targetcellen” för cancerutveckling finns i en mer primitiv form av en stamcellspopulation som är relativt ”passiv” och därmed har möjlighet att ackumulera utdragna sekvenser av mutationer som kan resultera i malignitet. Man kan även tänka sig att targetceller i vissa fall kan utgöras av dotter-progenitorceller, t ex i hud och hematopoetisk vävnad. Det finns flera biologiska processer som kan skydda stamceller från att ackumulera mutationer, exempelvis genom DNA-reparation och ”stamcellstävling” (oskadade stamceller utkonkurrerar skadade stamceller). Den första skyddsmekanismen agerar inom loppet av några dagar efter exponeringen medan den andra kräver veckor till månader beroende på vävnad. Sammantaget kan olika processer leda till olika känslighet för cancerutveckling mellan olika vävnader och kan även delvis förklara varför vävnad med snabb omsättning, såsom tunntarmen, kan ha lägre risk för cancer trots att celler i mitos (delning) i sig är mer strålkänsliga.

I rapporten vägs många olika frågeställningar samman. Författarna redovisar skäl till att strålningsinducerad cancer kan motsvara LNT-modellen (linjär dosrespons utan tröskelvärde) åtminstone i vissa vävnader och organ. Samtidigt poängteras att sannolikheten för cancerinduktion innefattar en komplicerad kombination av relativ och absolut extra risk, troligen betingat av förhållandena i enskilda stamceller respektive i stamcellspopulationer. Författarna betraktar den omstridda dos-dosratsfaktorn, DDREF (att låga och sakta levererade doser av glesjoniserande strålning anses ge ungefär hälften så stor risk per enhet dos som höga doser/dosrater),  som alltför förenklad, och påpekar att doseffektivitet och dosratseffektivitet är två biologiskt helt olika mekanismer. Den åldersrelaterade variationen i strålkänslighet är också komplicerad. Det är ju väl känt att barn är mer strålkänsliga än vuxna, vilket är intuitivt tilltalande eftersom barn växer och alltså har många celler i delning med åtföljande större känslighet. Författarna pekar på att embryon och foster däremot har lägre observerad strålkänslighet (dock inte nödvändigtvis på cellnivå) och diskuterar mekanismer bakom detta.

 

Vår bedömning är att rapporten ger en utomordentlig översikt av aktuell strålningsbiologi med fokus på stamceller, och är väl värd en noggrann läsning. Det är däremot inte alltid självklart hur man bäst ska ta tillvara all denna kunskap i det praktiska strålskyddet. Rapporten pekar visserligen på många av de biologiska fyndens implikationer för skyddsarbetet, men vi hoppas att ICRP kommer att följa upp detta med en mer administrativt-praktiskt inriktad tolkning av slutsatserna.