इन विट्रो रेडियोबायोलॉजी प्रयोगों के संचालन के लिए एक रैखिक त्वरक का उपयोग
Summary
नैदानिक रैखिक त्वरक कैंसर कोशिकाओं पर खुराक दरों की एक विस्तृत श्रृंखला के जीवविज्ञान प्रभाव निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. हम चर्चा कैसे सेल के लिए एक रैखिक त्वरक स्थापित करने के लिए आधारित assays और कैंसर स्टेम की तरह कोशिकाओं के लिए assays निलंबन और सेल लाइनों में ट्यूमर के रूप में हो अनुयायी संस्कृतियों के रूप में बड़े हो.
Abstract
विकिरण चिकित्सा कैंसर प्रबंधन की आधारशिलाओं में से एक बनी हुई है। अधिकांश कैंसर के लिए, यह ट्यूमर debulk करने के लिए सबसे प्रभावी, nonsurgical चिकित्सा है. यहाँ, हम एक रैखिक त्वरक के साथ कैंसर कोशिकाओं विकिरण करने के लिए एक विधि का वर्णन. रैखिक त्वरक प्रौद्योगिकी की प्रगति सटीक और विकिरण चिकित्सा की दक्षता में सुधार हुआ है. विकिरण खुराक और खुराक दरों की एक विस्तृत श्रृंखला के जैविक प्रभाव जांच के एक गहन क्षेत्र होना जारी है. रैखिक त्वरक का उपयोग नैदानिक रूप से प्रासंगिक खुराक और खुराक दरों का उपयोग कर इन अध्ययनों की सुविधा कर सकते हैं.
Introduction
रेडियोथेरेपी कई प्रकार के कैंसर1 ,2,3,4के लिए एक प्रभावी उपचार है . अतिरिक्त उच्च खुराक दर विकिरण विकिरण चिकित्सा में अपेक्षाकृत नया है और रैखिक त्वरक5में हाल ही में तकनीकी प्रगति से संभव बनाया है. मानक खुराक दर विकिरण पर अतिरिक्त उच्च खुराक दर के नैदानिक लाभ छोटा उपचार समय और बेहतर रोगी अनुभव शामिल हैं। रैखिक त्वरक भी सेल संस्कृति आधारित विकिरण जीव विज्ञान के अध्ययन के लिए एक नैदानिक सेटिंग प्रदान करते हैं. विकिरण खुराक और खुराक दरों के जैविक और चिकित्सीय प्रभाव दशकों 6,7,8के लिए विकिरण कैंसर विशेषज्ञों और जीवविज्ञानियों के हित पर ध्यान केंद्रित किया गया है . लेकिन, अतिरिक्त उच्च खुराक दर विकिरण और फ्लैश विकिरण के रेडियोबायोलॉजी – विकिरण की एक अत्यंत उच्च खुराक दर – अभी तक अच्छी तरह से जांच की जानी है।
गामा किरण विकिरण का प्रयोग कोशिका संस्कृति आधारित विकिरण जीव विज्ञान9,10,11में व्यापक रूप से किया जाता है . विकिरण क्षय रेडियोधर्मी आइसोटोप स्रोतों से उत्सर्जित गामा-किरणों द्वारा हासिल की है, आम तौर पर Cesium-137. रेडियोधर्मी स्रोतों का उपयोग अत्यधिक विनियमित और अक्सर प्रतिबंधित है. स्रोत आधारित विकिरण के साथ, यह खुराक दरों की एक विस्तृत श्रृंखला का परीक्षण करने के लिए चुनौतीपूर्ण है, नैदानिक प्राप्त खुराक दरों के जीवविज्ञान प्रभाव के विश्लेषण में अपनी उपयोगिता सीमित12.
ऐसे अनेक अध्ययन हुए हैं जो खुराक और खुराक दर दोनों के प्रभाव12,13,14,15,16,17को दर्शाते हैं . इन अध्ययनों में, रेडियोधर्मी आइसोटोप या रैखिक त्वरक से उत्पन्न एक्स-रे से उत्पन्न गामा विकिरण दोनों का उपयोग किया गया। फेफड़ों के कैंसर, गर्भाशय ग्रीवा के कैंसर, ग्लियोब्लास्टोमा, और मेलेनोमा का प्रतिनिधित्व करने वाली सेल लाइनों की एक किस्म का उपयोग किया गया। सेल अस्तित्व पर विकिरण प्रभाव, सेल चक्र गिरफ्तारी, apoptosis और डीएनए क्षति readouts12,13,14,15,16,17 के रूप में मूल्यांकन किया गया . यहाँ, हम एक रैखिक त्वरक का उपयोग कर एक्स-रे आधारित विकिरण देने के द्वारा नैदानिक रूप से प्रासंगिक विकिरण खुराक और खुराक दरों के जैविक प्रभाव को परिभाषित करने के लिए एक विधि का वर्णन. इन अध्ययनों जीवविज्ञानी, विकिरण oncologist और चिकित्सा भौतिक विज्ञानी के बीच निकट सहयोग के साथ किया जाना चाहिए.
Protocol
Representative Results
Discussion
रेडियोथेरेपी कैंसर प्रबंधन का एक अभिन्न हिस्सा है। चल रहे प्रयासों विकिरण उपचार की प्रभावकारिता और दक्षता में सुधार करना चाहते हैं. रैखिक त्वरक प्रौद्योगिकी में प्रगति अभूतपूर्व सटीकता और सुरक्षा ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम रैखिक त्वरक के उपयोग के लिए विकिरण कैंसर विज्ञान के क्लीवलैंड क्लिनिक विभाग धन्यवाद. हम ग्लिओमा स्टेम की तरह कोशिकाओं के अपने उदार उपहार के लिए डॉ जेरेमी रिच धन्यवाद. इस शोध क्लीवलैंड क्लिनिक द्वारा समर्थित किया गया था.
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 |
References
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