Изучена чувствительность культивируемых мезенхимальных стромальных стволовых клеток (МСК), полученных из костного мозга мыши, к облучению протонами с энергией 32 МэВ и относительная биологическая эффективность (ОБЭ) протонов в диапазоне низких доз. Выживаемость МСК после облучения оценивали по изменению количества клеток и их клоногенной активности. Дозиметрию протонного излучения проводили с использованием радиохромной пленки ЕВТ3, которую подвергали облучению в тех же условиях, что и облучаемые клетки. Для этого образцы пленки размещали в аналогичных цилиндрических пробирках в культуральной среде, моделируя условия облучения суспензии клеток. Распределение энерговыделения протонов при прохождении пучка частиц через исследуемые образцы рассчитывали с использованием программы SRIM-2013-Pro. Показано, что как общее количество МСК, так и количество МСК, способных к пролиферации, снижается с увеличением дозы облучения протонами. При этом клетки, обладающие клоногенной активностью, более чувствительны к инактивации протонами, чем общая популяция облученных МСК. При сравнении чувствительности клоногенной активности МСК к облучению протонами и гамма-квантами, показано, что клетки в диапазоне низких доз (от 0,15 до 0,6 Гр) более чувствительны к действию протонов. При расчете ОБЭ протонов по полученным данным показано возрастание этого показателя в указанном диапазоне доз от 1,54 до 2,07.
Ускоренные частицы, протоны, линейная передача энергии, дозиметрия, дозиметрическая пленка ЕВТ3, ОБЭ, относительная биологическая эффективность, гамма-излучение, мезенхимальные стволовые клетки, клоногенная активность
1. Тommasino F., Durante M. Proton radiobiology. Cancers, 2015, vol. 7, no. 1, рр. 353-381.
2. Джойнер М.С., Ван дер Когель О.Дж. Основы клинической радиобиологии. Пер. с англ. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013, 600 с. @@Joiner M., van der Kogel A., Eds., Basic Clinical Radiobiology Fourth Edition, Hodder Arnold Publication, London, 391 р. (In Russ.)
3. Jones B. Proton radiobiology and its clinical implications. Ecancer, 2017, vol. 11, р. 777.
4. Ворожцова С.В., Иванов А.А. Эффекты поражения и постлучевой репарации хромосомного аппарата клеток эпителия роговицы мышей после облучения протонами с энергией 25 МэВ. Авиакосмическая и экологическая медицина, 2012, т. 46, № 4, с. 27-31. @@Vorozhtsova S.V., Ivanov A.A. Effects of damage and post-radiation reparation of cornea epithelium cells chromosomal apparatus in mice following irradiation by protons with the energy of 25 МeV. Aerospace and environmental medicine, 2012, vol. 46, no. 4, pp. 27-31. (In Russ.)
5. Хвостунов И.К., Пятенко В.С., Шепель Н.Н., Коровчук О.Н., Голуб Е.В., Жиронкина А.С, Хвостунова Т.И, Лычагин А.А. Анализ хромосомных аберраций в клетках млекопитающих при воздействии различных видов ионизирующего излучения. Радиация и риск, 2013, т. 22, № 4, с. 43-59. @@Khvostunov I.K., Pyatenko V.S., Shepel N.N., Korovchuk O.N., Golub E.V., Zhironkina A.S., Khvostunova T.I., Lychagin A.A. Analysis of chromosome aberrations induced in mammalian cells after exposure to different types of ionizing radiation. Radiation and risk, 2013, vol. 22, no. 4, pp. 43-59. (In Russ.)
6. Leibacher J., Henschler R. Biodistribution, migration and homing of systemically applied mesenchymal stem/stromal cells. Stem Cell Res. Therapy, 2016, vol. 7, no. 7, рр.1-12.
7. Gao Z., Zhang Q., Han Y., Cheng X., Lu Y., Fan L., Wu Z. Mesenchymal stromal cell-conditioned medium prevents radiation-induced small intestine injury in mice. Cytotherapy, 2012, vol. 14, no. 3, рр. 267-73.
8. Москалева Е.Ю., Семочкина Ю.П., Родина А.В., Чукалова А.А., Посыпанова Г.А. Влияние облучения на мезенхимальные стволовые клетки костного и головного и мозга мыши и их способность индуцировать опухоли. Радиационная биология. Радиоэкология, 2017, т. 57, № 3, с. 245-256. @@Moskaleva E.Y., Semochkina Y.P., Rodina A.V., Chukalova A.A., Posypanova G.A. Radiation biology. Radioecology, 2017, vol. 57, no. 3, рр. 245-256. (In Russ.)
9. François S., Bensidhoum M., Mouiseddine M., Mazurier C., Allenet B., Semont A. et al. Local irradiation not only induces homing of human mesenchymal stem cells at exposed sites but promotes their widespread engraftment to multiple organs: a study of their quantitative distribution after irradiation damage. Stem Cells, 2006, vol. 24, рр. 1020-1019.
10. Chung H., Lynch B., Samant S. High-precision GAFCHROMIC EBT film-based absolute clinical dosimetry using a standard flatbed scanner without the use of a scanner non-uniformity correction. J.Appl Clin Med Phys., 2010, vol. 11, no. 2, рр. 101-115.
11. Kirby D., Green S., Palmans H., Hugtenburg R., Wojnecki C., Parker D. LET dependence of GafChromic films and an ion chamber in low-energy proton dosimetry. Phys. Med. Biol., 2010, vol. 55, рр. 417-433.
12. Ziegler J.F. SRIM-2003. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research: Section B, 2004, vol. 219-220, pp. 1027-1036.
13. Семочкина Ю.П., Родина А.В., Москалева Е.Ю., Жорова Е.С., Сапрыкин В.П., Арзуманов С.С., Сафронов В.В. Злокачественная трансформация мезенхимальных стволовых клеток из разных тканей мыши после смешанного гамма-нейтронного облучения in vitro. Мед. радиология и радиационная безопасность, 2019, т. 64, № 1, с. 5-14. @@Semochkina Yu.P., Rodina A.V., Moskaleva E.Yu., Zhorova E.S., Saprykin V.P., Arzumanov S.S., Safronov V.V. Malignant transformation of mesenchymal stem cells from different mouse tissues after mixed gamma-neutron irradiation in vitro. Med. radiology and radiation safety, 2019, vol. 64, no. 1, рр. 5-14. (In Russ.)
14. Hojo H., Dohmae T., Hotta K., Kohno R., Motegi A., Yagishita A., Makinoshima H., Tsuchihara K., Akimoto T. Difference in the relative biological effectiveness and DNA damage repair processes in response to proton beam therapy according to the positions of the spread out Bragg peak. Radiat Oncol., 2017, vol. 12, р. 111.
15. Oeck S., Szymonowicz K., Wiel G., Krysztofiak A., Lambert J., Koska B., Iliakis G., Timmermann B., Jendrossek V. Relating Linear Energy Transfer to the Formation and Resolution of DNA Repair Foci After Irradiation with Equal Doses of X-ray Photons, Plateau, or Bragg-Peak Protons.Int. J. Mol. Sci., 2018, vol. 19, р. 3779.
16. Ray S., Cekanaviciute E., Lima I., Sørensen B., Costes S.Comparing Photon and Charged Particle Therapy Using DNA Damage Biomarkers.Int J Particle Ther., 2018, vol. 5, no. 1, рр. 15-24.
