In vitro Radiobiology denemeleri için Lineer Hızlandırıcı kullanımı
Summary
Klinik Doğrusal Hızlandırıcılar kanser hücrelerinde doz oranlarının geniş bir yelpazede biyolojik etkilerini belirlemek için kullanılabilir. Biz hücre tabanlı deneyleri için doğrusal bir Hızlandırıcı kurmak için nasıl tartışıyoruz ve kanser kök benzeri hücreler için süspansiyon ve hücre hatları yapışkanlık kültürler olarak yetiştirilen içinde tumorspheres olarak yetiştirilen için deneyleri.
Abstract
Radyasyon terapisi kanser yönetiminin temel taşlarından biri olarak kalır. Çoğu kanser için, tümör Hayır için en etkili, cerrahi olmayan tedavi olduğunu. Burada, kanser hücrelerini doğrusal bir Hızlandırıcı ile ışınlamakta bir yöntem tarif ediyoruz. Lineer Hızlandırıcı teknolojisinin ilerlemesi radyasyon tedavisinin hassasiyetini ve verimliliğini artırmıştır. Radyasyon dozları ve doz oranlarının geniş bir biyolojik etkileri araştırma yoğun bir alan olmaya devam ediyor. Doğrusal Hızlandırıcıların kullanımı bu çalışmalar klinik olarak ilgili dozlar ve doz oranları kullanarak kolaylaştırabilir.
Introduction
Radyoterapi birçok kanser türü için etkili bir tedavidir1,2,3,4. Ekstra yüksek doz hızı ışınlama radyasyon tedavisinde nispeten yeni ve Doğrusal Hızlandırıcılar son teknolojik gelişmeler tarafından mümkün hale5. Standart doz oranı ışınlama üzerinde ekstra yüksek doz oranının klinik avantajları kısaltılmış tedavi süresi ve gelişmiş hasta deneyimi içerir. Doğrusal Hızlandırıcılar da hücre kültürü bazlı radyasyon biyoloji çalışmaları için bir klinik ayar sağlar. Radyasyon dozu ve doz oranlarının biyolojik ve terapötik etkileri, radyasyon onkologların ve biyologlar için onlarca yıl6,7,8ilgi odağı olmuştur. Ama, ekstra yüksek doz hızı ışınlama ve flaş ışınlama Radyobiyoloji-radyasyon son derece yüksek doz oranı-henüz iyice incelenmiştir.
Gama ışını ışınlama yaygın hücre kültürü bazlı radyasyon biyoloji kullanılır9,10,11. Radyasyon, radyoaktif izotop kaynaklarından yayılan gama ışınları tarafından elde edilir, genellikle sezyum-137. Radyoaktif kaynakların kullanımı son derece düzenlenmiş ve genellikle kısıtlanmıştır. Kaynak tabanlı ışınlama ile, bu doz oranlarının geniş bir yelpazede test etmek için zor, klinik ulaşılabilir doz oranlarının biyolojik etkileri analizinde onun yarar sınırlama12.
Hem doz ve doz oranı etkilerini gösteren çeşitli çalışmalar olmuştur12,13,14,15,16,17. Bu çalışmalarda, hem radyoaktif izotoplardan oluşturulan gama-ışınlama ya da doğrusal hızlandırıclardan oluşturulan X-ışınları kullanılmıştır. Akciğer kanseri, servikal kanser, glioblastoma ve melanom temsil eden çeşitli hücre hatları kullanılmıştır. Hücre hayatta kalma, hücre döngüsü tutuklama, apoptozis ve DNA hasarı üzerinde radyasyon etkileri okuma olarak değerlendirildi12,13,14,15,16,17 . Burada, doğrusal bir Hızlandırıcı kullanarak X-ışını bazlı radyasyon sağlayarak, klinik olarak ilgili radyasyon dozu ve doz oranlarının biyolojik etkilerini tanımlamak için bir yöntem açıklanmaktadır. Bu çalışmalar biyolog, radyasyon onkolog ve tıbbi fizikçi arasında yakın işbirliği ile yapılmalıdır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Radyoterapi kanser yönetiminin ayrılmaz bir parçasıdır. Devam eden çabaları radyasyon tedavisinin etkinliğini ve verimliliğini artırmak için arama. Doğrusal Hızlandırıcı teknolojisindeki gelişmeler, hastaları görülmemiş doğruluk ve güvenlik ile tedavi etme fırsatı sağlamıştır. Çoğu hastada doğrusal hızlandırıcalardaki yüksek enerji X-ışınları ile tedavi edildiğinden, lineer hızlandırıcılar üzerinde gerçekleştirilen çok çeşitli doz oranlarının biyolojik etkilerini incel…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Biz lineer hızlandırıcılar kullanımı için Cleveland Clinic radyasyon Onkoloji Anabilim Dalı teşekkür ederiz. Dr. Jeremy Rich ‘e, zengin glioma hücresi gibi hücre hediyesi olarak teşekkür ediyoruz. Bu araştırma Cleveland Clinic tarafından destekleniyordu.
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
- Stupp, R., et al. Radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma. The New England Journal of Medicine. 352 (10), 987-996 (2005).
- Stupp, R., et al. Effects of radiotherapy with concomitant and adjuvant temozolomide versus radiotherapy alone on survival in glioblastoma in a randomised phase III study: 5-year analysis of the EORTC-NCIC trial. The Lancet Oncology. 10 (5), 459-466 (2009).
- Tao, R., et al. Hypoxia imaging in upper gastrointestinal tumors and application to radiation therapy. Journal of Gastrointestinal Oncology. 9 (6), 1044-1053 (2018).
- Gajiwala, S., Torgeson, A., Garrido-Laguna, I., Kinsey, C., Lloyd, S. Combination immunotherapy and radiation therapy strategies for pancreatic cancer-targeting multiple steps in the cancer immunity cycle. Journal of Gastrointestinal Oncology. 9 (6), 1014-1026 (2018).
- Liney, G. P., Whelan, B., Oborn, B., Barton, M., Keall, P. MRI-Linear accelerator raiotherapy systems. Clinical Oncology Journal | The Royal College of Radiologists. 30 (11), 686-691 (2018).
- Hall, E. J. Radiation dose-rate: a factor of importance in radiobiology and radiotherapy. The British Journal of Radiology. 45 (530), 81-97 (1972).
- Steel, G. G., et al. The dose-rate effect in human tumour cells. Radiotherapy & Oncology. 9 (4), 299-310 (1987).
- Ling, C. C., Gerweck, L. E., Zaider, M., Yorke, E. Dose-rate effects in external beam radiotherapy redux. Radiotherapy & Oncology. 95 (3), 261-268 (2010).
- Castro, G., et al. Amotosalen/UVA treatment inactivates T cells more effectively than the recommended gammadose for prevention of transfusion-associated graft-versus-host disease. Transfusion. 58 (6), 1506-1515 (2018).
- Gaddini, L., et al. Exposing primary rat retina cell cultures to γ-rays: An in vitro model for evaluating radiation responses. Experimental Eye Research. 166, 21-28 (2018).
- Simara, P., et al. DNA double-strand breaks in human induced pluripotent stem cell reprogramming and long-term in vitro culturing. Stem Cell Research & Therapy. 8 (1), 73 (2017).
- Wang, Z., et al. A comparison of the biological effects of 125I seeds continuous low-dose-rate radiation and 60Co high-dose-rate gamma radiation on non-small cell lung cancer cells. PLoS One. 10 (8), 0133728 (2015).
- Lasio, G., Guerrero, M., Goetz, W., Lima, F., Baulch, J. E. Effect of varying dose-per-pulse and average dose rate in X-ray beam irradiation on cultured cell survival. Radiation and Environmental Biophysics. 53 (4), 671-676 (2014).
- Karan, T., et al. Radiobiological effects of altering dose rate in filter-free photon beams. Physics in Medicine and Biology. 58 (4), 1075-1082 (2013).
- Sarojini, S., et al. A combination of high dose rate (10X FFF/2400 MU/min/10 MV X-rays) and total low dose (0.5 Gy) induces a higher rate of apoptosis in melanoma cells in vitro and superior preservation of normal melanocytes. Melanoma Research. 25 (5), 376-389 (2015).
- Hao, J., et al. The effects of extra high on glioma stem-like cells. PLoS One. 13 (8), 0202533 (2018).
- Liu, J., et al. Radiation-induced G2/M arrest rarely occurred in glioblastoma stem-like cells. International Journal of Radiation Biology. 94 (4), 394-402 (2018).
- Mcdermott, P., et al. . The Physics and Technology of Radiation Therapy. , (2010).
- Lohse, I., et al. Effect of high dose per pulse flattening filter-free beams on cancer cell survival. Radiotherapy & Oncology. 101 (1), 226-232 (2011).
