Uso de un acelerador lineal para la realización de experimentos de radiobiología in Vitro
Summary
Los aceleradores lineales clínicos se pueden utilizar para determinar los efectos biológicos de una amplia gama de tasas de dosis en las células cancerosas. Discutimos cómo establecer un acelerador lineal para ensayos basados en células y ensayos para células similares a tallos de cáncer cultivadas como tumoresferas en suspensión y líneas celulares cultivadas como cultivos adherentes.
Abstract
La radioterapia sigue siendo una de las piedras angulares del tratamiento del cáncer. Para la mayoría de los cánceres, es la terapia no quirúrgica más eficaz para debulk tumores. Aquí, describimos un método para irradiar células cancerosas con un acelerador lineal. El avance de la tecnología de acelerador lineal ha mejorado la precisión y la eficiencia de la radioterapia. Los efectos biológicos de una amplia gama de dosis de radiación y dosis siguen siendo un área de investigación intensa. El uso de aceleradores lineales puede facilitar estos estudios utilizando dosis y dosis clínicamente relevantes.
Introduction
La radioterapia es un tratamiento eficaz para muchos tipos de cáncer1,2,3,4. La irradiación de tasa de dosis extra alta es relativamente nueva enradioterapia y es posible gracias a los recientes avances tecnológicos en aceleradores lineales 5. Las ventajas clínicas de la tasa de dosis extra alta sobre la irradiación de la tasa de dosis estándar incluyen un tiempo de tratamiento reducido y una mejor experiencia del paciente. Los aceleradores lineales también proporcionan un entorno clínico para los estudios de biología radiológica basados en cultivos celulares. Las implicaciones biológicas y terapéuticas de las dosis de radiación y las tasas dedosis han sido un foco de interés de los oncólogos y biólogos radioterápicos durante décadas 6,7,8. Sin embargo, la radiobiología de la irradiación de dosis extra alta y la irradiación de flash -una tasa de radiación de dosis extremadamente alta- aún no se ha investigado a fondo.
La irradiación de rayos gamma es ampliamente utilizada en la biología de la radiación basada en cultivos celulares9,10,11. La radiación se logra mediante rayos gamma emitidos por fuentes de isótopos radiactivos en descomposición, típicamente Cesium-137. El uso de fuentes radiactivas está altamente regulado y a menudo restringido. Con la irradiación basada en fuentes, es difícil probar una amplia gama de dosis, limitando su utilidad en el análisis de los efectos biológicos de las dosis clínicas alcanzables12.
Ha habido varios estudios que ilustran los efectos de dosis y dosis12,13,14,15,16,17. En estos estudios, se utilizaron tanto la irradiación gamma generada a partir de isótopos radiactivos como rayos X generados a partir de aceleradores lineales. Se utilizaron una variedad de líneas celulares que representan cáncer de pulmón, cáncer de cuello uterino, glioblastoma y melanoma. Los efectos de radiación sobre la supervivencia celular, la detención del ciclo celular, la apoptosis y el daño del ADN se evaluaron como lecturas12,13,14,15,16,17 . Aquí, describimos un método para definir los efectos biológicos de las dosis de radiación clínicamente relevantes y las tasas de dosis mediante la administración de radiación basada en rayos X mediante un acelerador lineal. Estos estudios deben realizarse con una estrecha colaboración entre el biólogo, el radioncólogo y el físico médico.
Protocol
Representative Results
Discussion
La radioterapia es una parte integral del manejo del cáncer. Los esfuerzos en curso buscan mejorar la eficacia y eficiencia del tratamiento con radiación. Los avances en la tecnología de aceleradores lineales han brindado la oportunidad de tratar a los pacientes con una precisión y seguridad sin precedentes. Debido a que la mayoría de los pacientes son tratados con rayos X de alta energía de aceleradores lineales, los estudios que examinan los efectos biológicos de una amplia gama de tasas de dosis realizadas en a…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos al Departamento de Oncología Radioterápica de la Clínica Cleveland por el uso de los aceleradores lineales. Agradecemos al Dr. Jeremy Rich por su generoso don de células similares a los tallos de glioma. Esta investigación fue apoyada por la Clínica Cleveland.
Materials
| Material | |||
| glioma stem-like cell 4121 | gift from Dr. Jeremy Rich | ||
| 293 cells | ATCC | CRL-1573 | |
| neuron stem cell culture media | Thermo Fisher Scientific | 21103049 | NeurobasalTM media |
| DMEM | Thermo Fisher Scientific | 10569044 | |
| Fetal Bovine Serum | Thermo Fisher Scientific | 16000044 | |
| Penicillin/Streptomycin | Thermo Fisher Scientific | 15140-122 | |
| Recombinant Human EGF Protein | R&D Systems | 236-EG-01M | |
| Recombinant Human FGF basic | R&D Systems | 4114-TC-01M | |
| B-27™ Supplement | Thermo Fisher Scientific | 17504044 | |
| Sodium Pyruvate | Thermo Fisher Scientific | 11360070 | |
| L-Glutamine | Thermo Fisher Scientific | 25030164 | |
| Tripsin-EDTA | Thermo Fisher | 25200056 | |
| extracellular proten matrix | Corning | 354277 | MatrigelTM |
| Ethanol | Fisher chemical | A4094 | |
| Equipment | |||
| 10 cm cell culture dish | Denville | T1110 | |
| 3.5 cm cell culture dish | USA Scientific Inc. | CC7682-3340 | |
| 22x22mm glass cover slip | electron microscopy sciences | 72210-10 | |
| 15 ml centrifuge tube | Thomas Scientific | 1159M36 | |
| 50 ml centrifuge tube | Thomas Scientific | 1158R10 | |
| 5 ml Pipette | Fisher Scientific | 14-955-233 | |
| pipet aid | Fisher Scientific | 13-681-06 | |
| Vortex mixer | Fisher Scientific | 02-215-414 | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5810R | |
| Linear Accelerator | Varian | n/a | |
| water equivalent material | Sun Nuclear corporation | 557 | Solid waterTM |
| Reagent preparation | |||
| DMEM media | 10% fetal bovine serum (FBS), 2 mM L-glutamine, 100 units/mL penicillin G, 100 µg/mL streptomycin in 500 ml DMEM media | ||
| stem cell culture media | 10 ml B27 supplement, 20 µg hFGF, 20 µg hEGF, 2 mM L-glutamine, 100 units/mL penicillin G, 100 µg/mL streptomycin in 500 ml Neurobasal media |
Referenzen
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