Противоопухолевое действие ионов гелия с энергией 320 МэВ/ион при облучении асцитных клеток карциномы Эрлиха ex vivo

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследовали закономерности индукции и роста опухолей у мышей при однократном облучении ex vivo пучком ионов гелия асцитных клеток аденокарциномы Эрлиха (АКЭ) в дозах 10 Гр и 20 Гр в двух положениях кривой Брэгга (до пика и в пике) в сравнении с рентгеновским излучением в тех же дозах. Показано, что частота индукции и задержка появления опухолей при действии ионов гелия зависит от дозы. Определены время пятикратного увеличения объема АКЭ, торможение роста опухоли, индекс роста опухоли (ИРО) и увеличение продолжительности жизни (УПЖ) мышей. Уменьшение значений ИРО и рост значений УПЖ происходили с увеличением дозы для всех видов излучений. Величина относительной биологической эффективности ионов гелия, определенная по площади под кривыми динамики роста АКЭ, достигала максимального значения 1.8 при облучении в пике Брэгга в дозе 20 Гр.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Е. Балакин

Федеральное государственное бюджетное учреждения науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук

Email: strelnikova.ns@lebedev.ru

Член-корреспондент РАН, филиал “Физико-технический центр” 

Россия, Протвино

Н. С. Стрельникова

Федеральное государственное бюджетное учреждения науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: strelnikova.ns@lebedev.ru

Филиал “Физико-технический центр” 

Россия, Протвино

О. М. Розанова

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук

Email: strelnikova.ns@lebedev.ru
Россия, Пущино

Е. Н. Смирнова

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук

Email: strelnikova.ns@lebedev.ru
Россия, Пущино

Т. А. Белякова

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук; Федеральное государственное бюджетное учреждение “Институт физики высоких энергий имени А.А. Логунова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”

Email: strelnikova.ns@lebedev.ru
Россия, Пущино; Протвино

А. Е. Шемяков

Федеральное государственное бюджетное учреждения науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук

Email: strelnikova.ns@lebedev.ru

Филиал “Физико-технический центр” 

Россия, Протвино; Пущино

Список литературы

  1. Tommasino F., Scifoni E., Durante M. New Ions for therapy // Int. J. Part. Ther. 2015. Vol. 2. №3. Р. 428–38.
  2. Mairani A., Mein S., Blakely E., et al. Roadmap: helium ion therapy // Phys Med Biol. 2022. Vol. 67. №15.
  3. Tessonnier T., Mairani A., Brons S., et al. Helium ions at the heidelberg ion beam therapy center: comparisons between FLUKA Monte Carlo code predictions and dosimetric measurements // Phys Med Biol. 2017. Vol. 62. № 16. Р. 6784–6803.
  4. Krämer M., Scifoni E., Schuy C., et al. Helium ions for radiotherapy? Physical and biological verifications of a novel treatment modality // Med Phys. 2016. Vol. 43. №4. Р. 1995.
  5. Tessonnier T., Mairani A., Chen W., et al. Proton and helium ion radiotherapy for meningioma tumors: a Monte Carlo-based treatment planning comparison // Radiat Oncol. 2018. Vol. 13. №1. Р. 2.
  6. Levy R. P., Fabrikant J. I., Frankel K. A., et al. Heavy-charged-particle radiosurgery of the pituitary gland: clinical results of 840 patients // Stereotact Funct Neurosurg. 1991. Vol. 57. №1–2. Р. 22–35.
  7. Mishra K.K., Quivey J.M., Daftari I.K., et al. Long-term Results of the UCSF-LBNL Randomized Trial: Charged Particle With Helium Ion Versus Iodine-125 Plaque Therapy for Choroidal and Ciliary Body Melanoma // Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2015. Vol. 92. №2. Р. 376–383.
  8. Durante M., Debus J., Loeffler J.S. Physics and biomedical challenges of cancer therapy with accelerated heavy ions // Nat Rev Phys. 2021. Vol. 3. №. 12. P. 777–790.
  9. Rozanova O.M., Smirnova E.N., Belyakova T.A., et al. Regularities of Induction and Growth of Tumors in Mice upon Irradiation of Ehrlich Carcinoma Cells ex vivo and in vivo with a Pencil Scanning Beam of Protons // Biofizika. 2024. Vol. 69. №.1. P. 183–192.
  10. Belyakova T.A., Rozanova O.M., Smirnova E.N., et al. Modifying effect of 1-b-D-arabinofuranosylcytosine on the growth of the solid tumor Ehrlich carcinoma in mice under in vivo and ex vivo proton irradiation of cells // Physics of Particles and Nuclei Letters. 2025. Vol. 22. №. 2. P. 477–486.
  11. Smith J. A., van den Broek F.A., Martorell J.C., et al. Principles and practice in ethical review of animal experiments across Europe: summary of the report of a FELASA working group on ethical evaluation of animal experiments // Lab Anim. 2007. Vol. 41. №2. Р. 143–160.
  12. Рыжова Н.И., Дерягина В.П., Савлучинская Л.А. Значение модели аденокарциномы Эрлиха в изучении механизмов канцерогенеза, противоопухолевой активности химических и физических факторов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019. № 4. С. 220–227.
  13. Balakin V.E., Belyakova T.A., Rozanova O.M., et al. Anti-tumor Effect of High Doses of Carbon Ions and X-Rays during Irradiation of Ehrlich Ascites Carcinoma Cells ex vivo // Dokl Biochem Biophys. 2023. Vol. 513. № Suppl1. Р. S30–S35.
  14. Федоренко Б.С. Экспериментальные исследования биологической эффективности ускоренных заряженных частиц релятивистских энергий // Физика элементарных частиц и атомного ядра. 1991. Т. 22. №5. С. 1199–1229.
  15. Миронов А.Н., Бунатян А.С., Васильев А.Н. ред. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. М.: Гриф и К, 2012.
  16. Spadinger I., Palcic B. The relative biological effectiveness of 60Co gamma-rays, 55 kVp X-rays, 250 kVp X-rays, and 11 MeV electrons at low doses // Int J Radiat Biol. 1992. Vol. 61. №3. P. 345–353.
  17. Balakin V.E., Rozanova O.M., Smirnova E.N., et al. Growth Induction of Solid Ehrlich Ascitic Carcinoma in Mice after Proton Irradiation of Tumor Cells ex vivo // Dokl Biochem Biophys. 2023. Vol. 511. №1. Р. 151–155.
  18. Стуков А.Н., Иванова М.А., Никитин А.К., и др. Индекс роста опухоли как интегральный критерий эффективности противоопухолевой терапии в эксперименте // Вопросы Онкологии. 2001. Т. 47. №5. С. 616–618.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Динамика роста солидной АКЭ после имплантации облученных клеток АКЭ 4Не до пика, в пике Брэгга и РИ в дозах 10 Гр (а) и 20 Гр (б). Статистическая значимость оценивалась с помощью t-критерия Стьюдента, где * – p≤0.05, ** – p≤0.01.

Скачать (328KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость величины торможения роста опухоли у мышей от времени после имплантации клеток АКЭ, облученных 4Не до пика и в пике Брэгга и РИ в дозах 10 Гр (а) и 20 Гр (б).

Скачать (342KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Скорость роста опухолей у мышей после облучения опухолевых клеток ex vivo 4Не и РИ в дозах 10 Гр и 20 Гр. Объемы нормализованы к первому измеренному объему (>0.40 см3). Статистическая значимость от контрольной группы оценивалась с помощью U-критерия Манна-Уитни (* – p≤0.05, ** – p≤0.01).

Скачать (176KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025