Цитогенетическое действие протонного терапевтического пучка с энергией 170 МЭВ на клетки человека

• Автор: Зайцева, Екатерина Михайловна
• Шифр специальности: 03.01.01
• Научная степень: Кандидатская
• Место защиты: Б. м.
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Литературный обзор
Глава 2. Материалы и методы исследования
2.1. Протонный пучок
2.2. Облучение лимфоцитов крови человека
2.3. Культивирование лимфоцитов
2.4. Приготовление препаратов клеток для цитогенетического анализа
2.5. Анализ хромосомных аберраций
2.6. Статистическая обработка данных
Глава 3. Результаты исследования
3.1. Исследование роли физического фактора при облучении клеток человека протонами терапевтического пучка
3.2. Влияние биологического фактора при облучении делящихся клеток человека протонами терапевтического пучка
3.2.1. Исследование радиочувствительности лимфоцитов в разных фазах клеточного цикла
3.2.2. Образование хромосомных нарушений в лимфоцитах крови человека, облученных в разных фазах клеточного цикла протонами в области пика Брэгга
3.2.3. Оценка эффективности протонов терапевтического пучка в области пика Брэгга при облучении асинхронной популяции клеток
человека
Г лава 4. Обсуждение результатов
Выводы
Заключение
Список литературы
Приложения

Введение
Актуальность исследования. Лучевая терапия является одним из основных методов лечения в онкологии. По данным ВОНЦ РАМН она рекомендуется в 50-70 % случаев заболевания как самостоятельно, так и в комбинации с другими видами лечения (хирургия, химиотерапия). Важнейшей задачей при ее проведении является минимизация повреждений здоровых тканей с максимальным поражением тканей опухоли. В связи с этим, все более широкое распространение в онкологической практике приобретает протонная лучевая терапия. Она является одним из наиболее перспективных и быстро развивающихся направлений в современной ядерной медицине.
По сравнению с обычно используемыми электромагнитными видами излучений протоны обладают рядом преимуществ. При прохождении через биологические ткани они формируют треки, в пределах которых расходуют энергию на ионизацию и возбуждение атомов и молекул. Процесс сопровождается замедлением движения и уменьшением остаточной энергии частиц, что обусловливает возрастание плотности ионизации с максимумом на конечном участке пробега в области пика Брэгга. Такая особенность их энерговыделения с реализацией «Брэгговского максимума» в конце пробега создает условия для оптимального формирования дозы в тканях опухолей с максимальным повреждением их клеток при облучении в области пика Брэгга и минимальным повреждением окружающих тканей и тканей по ходу пучка частиц до места локализации опухоли. Такой терапевтический протонный пучок впервые в России был создан в Объединенном институте ядерных исследований на синхроциклотроне Лаборатории ядерных проблем в 1967 году (Джелепов В. П. и др., 1975) и в течение длительного периода используется для проведения лучевой терапии пациентов.
Поскольку ведущая роль в развитии лучевых повреждений клеток млекопитающих и человека и в их постлучевой гибели принадлежит структурным нарушениям хромосом, изучение закономерностей образования

хромосомных аберраций при проведении протонной лучевой терапии имеет несомненное значение и представляется важной задачей. Весьма актуальной является проблема нормирования лучевых нагрузок на пациентов при проведении протонной лучевой терапии. Остаются недостаточно изученными вопросы о соотношении выхода структурных аберраций хромосом в неделящихся клетках нормальных тканей по ходу пучка частиц и в делящихся клетках опухолей. Эти обстоятельства определили проведение настоящего исследования.
В качестве модели для исследования повреждений хромосомного аппарата клеток человека использована культура лимфоцитов периферической крови человека. Тест-система для цитогенетического анализа хромосом человека рекомендована Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) для исследования влияния неблагоприятных факторов окружающей среды на клетки человека и на наследственность. Как известно, в периферической крови человека лимфоциты не делятся и находятся в состоянии покоя или пресинтеза ДНК. Однако под действием фитогемагглютинина (ФГА) Т-лимфоциты в условиях культивирования способны к трансформации с последующим митотическим делением. Важным обстоятельством является также то, что выход аберраций хромосом в лимфоцитах крови человека при воздействии ионизирующих излучений практически совпадает in vitro и in vivo (Brewen J.G. and Gengozian N., 1971; Buckton K.E. et al., 1971; Schmid E. et al., 1974). Использование культуры лимфоцитов в таких исследованиях позволяет избежать вынужденных экстраполяций и оговорок, неизбежно возникающих при интерпретации результатов, полученных на других объектах.
Нель и задачи исследования. Целью работы является сравнительное цитогенетическое исследование действия протонов терапевтического пучка фазотрона с исходной энергией 170 МэВ на недедящиеся клетки человека и протонов в области пика Брэгга на клетки в разных фазах клеточного цикла.

состоянии. Полученные данные по структурным хромосомным аберрациям в лимфоцитах образцов крови отдельных доноров, обозначенных номерами 1-7, приведены в Приложении (таблицы 1 и 2 - после облучения протонами-170 МэВ и в области пика Брэгга, таблица 3 - после у-облучения).
Наряду с этим, облучение протонами терапевтического пучка культивируемых лимфоцитов в разных фазах клеточного цикла дает возможность исследовать реакцию делящихся клеток. Это позволяет выявить и оценить роль биологического фактора, которая определяется различиями в радиочувствительности делящихся клеток в разных фазах клеточного цикла. В приложении в таблицах 4 и 5 приведены данные по числу хромосомных аберраций в отдельных образцах лимфоцитов (номера 4-11), облученных в период прохождения ими разных фаз клеточного цикла протонами терапевтического пучка. Соответствующие результаты после у-облучения приведены там же в таблице 6.
В главе 3, в таблицах и на рисунках, приведены обобщенные данные, рассчитанные с учетом количества проанализированных клеток в каждом конкретном облученном образце (как средневзвешенные значения). Результаты, полученные для необлученных клеток (контроль) исследованных образцов, обозначенных номерами 1-11, обобщены в таблице 1. Количество спонтанно возникающих клеток с хромосомными аберрациями составило 3,1±0,4%, общее число аберраций хромосом - 3,4±0,4 на 100 клеток. Аберрации в контроле представлены, в основном, фрагментами, обменные аберрации — единичны. Эти средневзвешенные значения использованы в качестве контроля при анализе данных, полученных во всех экспериментах.