Szerokie zastosowanie technologii jądrowych w medycynie, przemyśle i nauce powoduje ciągłe ryzyko niekontrolowanego narażenia człowieka na promieniowanie jonizujące. W przypadku podejrzenia zaistnienia takiego narażenia względy medyczne i prawne wymagają odtworzenia dawki pochłoniętej. Nawet jeżeli rekonstrukcja dawki na podstawie dozymetrii fizycznej lub znajomości aktywności źródła promieniowania jest możliwa, to tylko dozymetria biologiczna pozwala oszacować rzeczywistą dawkę jaką otrzymała dana osoba.

Istniejące techniki dozymetrii biologicznej, takie jak analiza chromosomów dicentrycznych i pierścieni (uznawana przez IAEA jako wiarygodny wskaźnik otrzymanej dawki) lub mikrojąder w limfocytach krwi obwodowej podlegają pewnym ograniczeniom. W przypadku poziomu dicentryków i pierścieni można wymienić tu: niski indeks mitotyczny u osób w podeszłym wieku, po ekspozycji na wysokie dawki promieniowania lub jako skutek chorób immunologicznych, eliminowanie części komórek z aberracjami niestabilnymi na skutek spowodowanej przez nie śmierci mitotycznej niedojrzałych limfocytów. W przypadku analizy mikrojąder głównym problemem jest wysoka zmienność spontanicznych mikrojąder i zależność ich liczby od innych niż promieniowanie czynników, takich jak wiek i palenie papierosów.

Problemy te można częściowo ominąć stosując nowoczesne techniki cytogenetyczne takie jak malowanie chromosomów i przedwczesna kondensacja chromatyny (PCC) oraz połączenie obu tych technik.

Malowanie chromosomów polega na wyznakowaniu wybranych par chromosomów sondami, związanymi z różnymi barwnikami fluorescencyjnymi. Pozwala to na rozróżnianie poszczególnych chromosomów i ich fragmentów oraz analizę aberracji wywołanych przez promieniowanie, zarówno niestabilnych (pierścienie i dicentryki) jak i stabilnych (translokacje). Oszacowanie poziomu translokacji było dotychczas możliwe tylko poprzez zastosowanie techniki prążkowania chromosomów. Nakład pracy związany z tego typu badaniami praktycznie uniemożliwiał jednak zastosowanie ich w celach dozymetrycznych. Badanie aberracji stabilnych, możliwe dzisiaj dzięki malowaniu chromosomów, pozwala uniknąć błędów powstałych z powodu „wypadania” komórek z aberracjami niestabilnymi i umożliwia lepsze oszacowanie dawki. Jest to szczególnie przydatne, jeżeli trzeba przeprowadzić dozymetrię po dosyć długim czasie od ekspozycji, kiedy duża liczba limfocytów została wymieniona na nowe pochodzące ze szpiku, czy śledziony; w takiej sytuacji szybko dzielące się, niedojrzałe limfocyty, jeżeli niosą aberrację niestabilną to giną, a jeżeli niosą aberrację stabilną, to przechodzą w końcu do krwi obwodowej.

PCC polega na przedwczesnym pobudzeniu chromosomów do kondensacji, albo przez fuzje limfocytów bądź innych komórek w fazie G0 lub niezsynchronizowanych, z komórkami będącymi w mitozie, albo poprzez zastosowanie inhibitorów fosfataz, takich jak kalikulina czy kwas okadajowy. Metoda PCC pozwala uzyskać skondensowane, nadające się do oceny aberracji chromosomy zarówno w fazie G2/M jak i w fazie G1 cyklu komórkowego. Uniezależnia ona rekonstrukcję dawki od zdolności komórek do podziału. Pozwala na nią nawet w przypadku dawek 3 – 4 Gy na całe ciało, a także wyższych, kiedy zdolności limfocytów do podziału są bardzo obniżone.

W Zakładzie Radiobiologii i Ochrony Zdrowia ICHTJ wdrażamy zarówno technikę malowania chromosomów jak i PCC, aby po uzyskaniu stosownych krzywych kalibracyjnych, stosować je dla celów dozymetrii biologicznej.