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 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