Utilisation d'un accélérateur linéaire pour la réalisation d'expériences de radiobiologie in vitro
Summary
Des accélérateurs linéaires cliniques peuvent être utilisés pour déterminer les effets biologiques d’un large éventail de taux de dose sur les cellules cancéreuses. Nous discutons de la façon de mettre en place un accélérateur linéaire pour les essais cellulaires et les essais pour les cellules cancéreuses de la tige-comme cultivés comme tumorspheres dans la suspension et les lignées cellulaires cultivées comme cultures adhérentes.
Abstract
La radiothérapie demeure l’une des pierres angulaires de la prise en charge du cancer. Pour la plupart des cancers, c’est la thérapie non chirurgicale la plus efficace aux tumeurs debulk. Ici, nous décrivons une méthode pour irradier des cellules cancéreuses avec un accélérateur linéaire. L’avancement de la technologie des accélérateurs linéaires a amélioré la précision et l’efficacité de la radiothérapie. Les effets biologiques d’un large éventail de doses de rayonnement et de taux de dose continuent d’être un domaine d’investigation intense. L’utilisation d’accélérateurs linéaires peut faciliter ces études en utilisant des doses et des taux de dose cliniquement pertinents.
Introduction
La radiothérapie est un traitement efficace pour de nombreux types de cancer1,2,3,4. L’irradiation de taux de dose extra élevé est relativement nouvelle dans la radiothérapie et est rendue possible par les progrès technologiques récents dans les accélérateurs linéaires5. Les avantages cliniques du taux de dose extra élevé au-dessus de l’irradiation standard de taux de dose incluent le temps de traitement raccourci et l’expérience améliorée de patient. Les accélérateurs linéaires offrent également un cadre clinique pour les études de biologie de la radioradiation basées sur la culture cellulaire. Les implications biologiques et thérapeutiques des taux de dose de rayonnement et dedose ont été un foyer d’intérêt des oncologues et des biologistes de rayonnement pendant des décennies 6,7,8. Mais, la radiobiologie de l’irradiation de taux de dose extra élevé et de l’irradiation de flash – un taux extrêmement élevé de dose de rayonnement – n’a pas encore été soigneusement étudiée.
L’irradiation de rayon gamma est employée couramment dans la biologie basée de rayonnement basée sur la culture cellulaire9,10,11. Le rayonnement est obtenu par les rayons gamma émis par des sources d’isotopes radioactifs en décomposition, généralement du césium-137. L’utilisation de sources radioactives est très réglementée et souvent restreinte. Avec l’irradiation à base de source, il est difficile de tester un large éventail de taux de dose, limitant son utilité dans l’analyse des effets biologiques des taux de dose cliniqueréalisable s’ilest 12.
Il ya eu plusieurs études qui illustrent à la fois la dose et les effets du taux de dose12,13,14,15,16,17. Dans ces études, la gamma-irradiation générée à partir d’isotopes radioactifs ou les rayons X générés par des accélérateurs linéaires ont été utilisés. Une variété de lignées cellulaires représentant le cancer du poumon, le cancer du col de l’utérus, le glioblastome et le mélanome ont été utilisées. Les effets de rayonnement sur la survie cellulaire, l’arrêt de cycle cellulaire, l’apoptose et les dommages d’ADN ont été évalués en tant que readouts12,13,14,15,16,17 . Ici, nous décrivons une méthode pour définir les effets biologiques des taux de dose et de dose de rayonnement médicalement pertinents en fournissant le rayonnement basé sur la rayon X utilisant un accélérateur linéaire. Ces études devraient être réalisées en étroite collaboration entre le biologiste, le radio-oncologue et le physicien médical.
Protocol
Representative Results
Discussion
La radiothérapie fait partie intégrante de la prise en charge du cancer. Les efforts en cours visent à améliorer l’efficacité et l’efficacité de la radiothérapie. Les progrès de la technologie des accélérateurs linéaires ont permis de traiter les patients avec une précision et une sécurité sans précédent. Puisque la plupart des patients sont traités avec des rayons X à haute énergie des accélérateurs linéaires, les études examinant les effets biologiques d’un large éventail de taux de dose exécut…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous remercions le Cleveland Clinic Department of Radiation Oncology pour l’utilisation des accélérateurs linéaires. Nous remercions le Dr Jeremy Rich pour son don généreux de cellules souches de gliomes. Cette recherche a été soutenue par la Cleveland Clinic.
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 |
Referências
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