CC BY
130
ИЗУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИМПУЛЬСНОГО РЕАКТОРА БАРС-6 ПО КРИТЕРИЮ КЛОНОГЕННОЙ АКТИВНОСТИ КЛЕТОК МЫШИНОЙ МЕЛАНОМЫ В-16
Е.В.Исаева. А.П.Баранов, С.Н. Корякин, С.Е. Ульяненко ГУ Медицинский радиологический научный центр РАМН, Обнинск
korsernic@mail.ru
Импульсный реактор БАРС-6 (ГНЦ РФ ФЭИ, г. Обнинск) является уникальной установкой, позволяющей облучать биологические объекты смешанным гамма-нейтронным излучением однократно в виде импульса длительностью ~ 100 мкс и мощностью дозы до 106-107 Гр/с и пролонгировано с мощностью дозы 10-3-10-2 Гр/с. Сравнение эффективности импульсного и непрерывного режимов смешанного гамма-нейтронного облучения на реакторе БАРС-6 не выявило значимых отличий между воздействием в виде одиночного импульса со сверхвысокой мощностью дозы и непрерывным режимом по критерию клоногенной активности клеток мышиной меланомы В-16. Исследования подержаны проектом МНТЦ № 3437.
В последние годы для исследовательских и медицинских целей стало возможным использовать источники импульсных нейтронных излучений с частотой следования импульсов от 1 до 1000 Гц и мощностью дозы в импульсе более 105 Гр/с. В связи с этим представляет интерес импульсный ядерный реактор БАРС-6, особенностью которого является возможность облучения биологических объектов смешанным гамма-нейтронным излучением в виде однократного импульса длительностью ~ 100 мкс и мощностью дозы 106-107 Гр/с и непрерывным, в течение 1 ч, излучением с мощностью дозы 10-3 - 10-2 Гр/с.
Задачей настоящего исследования было изучение влияния импульсного (однократное воздействие со сверхвысокой мощностью дозы) и непрерывного режима облучения реактора БАРС-6 на выживаемость клеток мышиной меланомы В-16 in vitro и оценка относительной биологической эффективности (ОБЭ) импульсного и непрерывного воздействия по способности клеток к клонообразованию.
В качестве экспериментальной модели использовали культуру клеток мышиной меланомы В-16, полученную из ГУ РОНЦ им. Н.Н.Блохина, которую выращивали в монослое в среде RPMI-1640 с добавлением 10% эмбриональной телячьей сыворотки по стандартной методике. Облучение клеток на реакторе БАРС-6 проводили в двух модификациях: в суспензии по 500 тыс. клеток в 2 мл полной ростовой среды в пробирках «Eppendorf» и в монослое в культуральных флаконах Corning площадью 25 см2 в среде, содержащей 1% эмбриональной телячьей сыворотки. Облучение проводили при комнатной температуре на расстояниях от 6 до 14 м от активной зоны реактора (0,5-4 Гр). Одновременно проводили облучение клеток стандартным гамма-излучением 60Со в тех же модификациях в дозах 1, 3, 4, 6, 8 и 10 Гр. После облучения выживаемость клеток определяли по способности к клонообразованию по методу Puck и Marcus. На каждую экспериментальную точку было просчитано не мене 400 колоний, что дает оценку числа выросших колоний с ошибкой не более 5 %.
Одновременное проведение опытов с облучением культуры клеток на реакторе и стандартном гамма-излучателе при соблюдении примерно равных условий основных операций дало возможность провести сравнение эффективности действия исследуемых факторов. Результаты представлены на рисунке в виде дозовых кривых выживаемости отдельно для клеток, облученных в монослое и в суспензии. Полученные данные показывают, что существенных различий в клоногенной активности клеток, облученных в суспензии или прикрепленных к стенке культурального сосуда, нет. Однако, клетки, облученные в суспензии, отличались более длительной задержкой деления после облучения. Колонии,
видимые невооруженным глазом, формировались такими клетками в более поздние сроки.
Одной из основных количественных оценок качества излучения является ОБЭ, которую оценивали сравнением дозы излучения реактора БАРС-6, вызывающей определенный биологический эффект, с дозой стандартного излучения, обусловливающей тот же эффект. Для расчета ОБЭ был выбран уровень 10 %-ной выживаемости клеток. Анализируя кривые выживаемости, можно заключить, что ОБЭ смешанного гамма-нейтронного излучения в непрерывном режиме составляет 3,4 и 3,5 для клеток, облученных в суспензии и в монослое соответственно, тогда как в импульсном режиме 3,2 и 2,9 соответственно. Применительно к культуре клеток мышиной меланомы В-16 нами не выявлено статистически значимых различий в действии разных режимов облучения.
Дою. 11>
Рис. Кривые доза-эффект для клеток меланомы В-16, облученных в монослое и суспензии смешанным гамма-нейтронным излучением реактора БАРС-6 (1 - непрерывный режим, 2 -однократное воздействие со сверхвысокой мощностью дозы) и стандартным гамма-излучением 60Co (3).
Таким образом, в работе показано, что облучение суспензии клеток приводит к более длительной задержке деления после облучения по сравнению с облучением в монослое. При этом не было отмечено статистически значимых отличий в чувствительности к гамма-нейтронному излучению. Смешанное гамма-нейтронное излучение реактора БАРС-6 в виде одиночного импульса со сверхвысокой мощностью дозы или в непрерывном режиме в одинаковой степени влияет на клоногенную активность клеток мышиной меланомы В-16.
THE STUDY OF PULSE REACTOR BARS-6 BIOLOGICAL EFFECTIVENES BY CLONOGENIC GROWTH CRITERION OF MOUSE B-16 MELANOMA CELLS
E.V. Isaeva, A.P. Baranov, S.N. Koryakin, S.E. Ulianenko Medical Radiological Research Center, Obninsk, Russia korsernic@mail. ru
The pulse reactor BARS-6 (IPPE, Obninsk) is unique facility for irradiation of the biological objects with mixed y-neutron radiation both in a regimen of one pulse (duration 100 |is, dose rate up to 106-107 Gy/s) and in a regimen of continuous irradiation with dose rate 10-3-10-2 Gy/s. Comparison of effectiveness of the pulse and the continuous mixed y-neutron irradiation at the reactor BARS-6 showed no significant differences between the single-pulse irradiation with ultrahigh dose rate and the continuous regimen by clonogenic growth criterion of mouse B-16 melanoma cells. The researches were supported by the International Science and Technology Center (ISTC) (project № 3437).
