Efeitos da radiação gama em baixa dose no DNA medidos usando um sensor de garra sônica de quartzo

Apesar dos efeitos diretos esperados da radiação no DNA através de sua interação direta com a biomolécula, pesquisas indicam que a radiação também interage com o ambiente do DNA, resultando em efeitos indiretos. Portanto, neste estudo, exploramos a viabilidade do uso do sistema de sensor de garra sônica de quartzo (QTF) em aplicações biomédicas, especificamente na detecção de danos ao DNA causados por baixas doses de radiação gama, de forma direta e indireta. Diferenciamos entre danos diretos e indiretos analisando as mudanças na frequência de ressonância da garra. Este experimento foi dividido em três estágios: antes, durante e após a irradiação. Cada estágio envolveu amostras de DNA puro e DNA em uma solução aquosa de 60 µL, avaliadas sob condições idênticas. Antes da irradiação, medimos deslocamentos de frequência (Δf) ao longo de um período de 20 minutos, resultando em valores de 19,34, 20,25 e 7,6 Hz para água, DNA e DNA em água, respectivamente. Subsequentemente, as amostras foram irradiadas com césio-137 pela duração especificada, resultando em deslocamentos de frequência de ∼ 39,21, 28,37 e 41,23 Hz para as mesmas condições. Nossas investigações mostraram um aumento em Δf de 20,25 para 28,3 Hz em doses variando de 7,5 a 30 µGy para DNA puro. Curiosamente, o DNA em solução aquosa exibiu hipersensibilidade à radiação, com deslocamentos de frequência variando de 7,6 a 41,23 Hz. Além disso, observamos uma diferença significativa no deslocamento de frequência após a irradiação entre DNA puro e DNA em água, com deslocamentos de ∼ 70,75–98,45 Hz e 56,32–79,28 Hz para DNA e DNA em água, respectivamente. Esse resultado indica um aumento significativo nos danos ao DNA em ambientes aquosos, impulsionado pela geração de radicais hidroxila ativos (OH−), resultando em danos à base e um aumento associado nas quebras de fita. Consequentemente, nossa pesquisa indica uma falta de impacto direto substancial na reparação do DNA devido à ausência de um ambiente pós-irradiação favorável. Portanto, o QTF é um biomarcador valioso para a sensibilidade à radiação e é promissor para aplicações futuras como um biossensor sensível à massa.