CC BY
1
ТЕЗИСЫ ПОСТЕРНЫХ ДОКЛАДОВ И ПРИНЯТЫЕ К ПУБЛИКАЦИИ
Экспериментальная онкология
ПРЕСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЯМОЙ ФОТОГЕНЕРАЦИЯ СИНГЛЕТНОГО КИСЛОРОДА ИК-ЛАЗЕРОМ В ТЕРАПИИ СОЛИДНЫХ ОПУХОЛЕЙ: ЦИТОТОКСИЧЕСКИЙ И ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТЫ
А.А. Богданов, Ан.А. Богданов, В.В. Клименко, В.С. Бурда-ков, Н.А. Верлов, В.М. Моисеенко
Место работы: ГБУЗ «Санкт-Петербургский клинический научно-практический центр специализированных видов медицинской помощи (онкологический) им. Н.П. Напалкова», Санкт-Петербург, Россия Эл. почта: [email protected]
Цель: На сегодняшний день фотосенсибилизированная генерация синглетного кислорода(фотодинамическая терапия, ФДТ) является дополнительным перспективным малоинвазивным методом лечения солидных опухолей, но обладает рядом клинических побочных эффектов. Методы прямой фотогенерации синглетного кислорода в тканях инфракрасными (ИК) лазерами могут стать эффективной альтернативой ФДТ. Физическим ограничением для применения данных методов в живых системах является необходимость использования высоких плотностей мощности ИК излуче ния, приводящих к критическому разогреву биоткани. Решением данной проблемы может быть использование импульсных режимов лазерного облучения. Цель настоящей работы состояла в оценке цитотоксического эффекта ИК лазерного излучения 1273 нм на опухолевых клеточных линиях при использовании сфокусированного лазерного пучка для минимизации тепловых эффектов, а также определении эффективных режимов облучения широким пучком на биоимитирующем геле, не приводящих к разогреву до биокритических температур. Материалы и методы: Для облучения использовали волоконный лазер с длиной волны 1273 нм, максимальная мощность 20 Вт, в непрерывном и импульсном режимах работы. Для оценки цитотоксического эффекта облучали клетки человеческой эритролейкемии K562 и клетки рака шейки матки HeLa, находящиеся в чашках Петри, сфокусированным лазерным пучком диаметром 100-1000 мкм. Выживаемость клеток определяли по флуоресценции йодистого пропидия на микроскопе. Для определения теплового эффекта воздействия излучения на ткань широким пучком диаметром 5000 мкм использовали в качестве био-имитирующего геля 1,5% агар агар, значения теплоемкости и теплопроводности которого близки к значениям для тканей человека. Гель термостатировали при 37,0°C, измерение температуры в глубине и на поверхности в зоне облучения осуществляли контактными датчиками температуры. Генерируемые концентрации синглетного кислорода под воздействием лазера 1273 нм и оптимальные режимы воздействия, не приводящие ктепловым эффектам, рассчитывали с помощью численного моделирования, применяя разработанную математическую модель.
Результаты: Было показано, что облучение опухолевых клеток K562 и HeLa сфокусированным лазерным пучком 1273 нм и диаметром 100-1000 мкм достоверно приводит к цитотоксическому эффекту в зоне облучения, не вызванному термическим воздействием. Были определены пороговые дозы для 100% гибели опухолевых клеток: в случае HeLa ~ 700 кДж/см2, К562~1100 кДж/см2. На основе экспериментальных данных были рассчитаны кумулятивные концентрации синглетного кислорода, приводящие к клеточной гибели: 50%-летальная доза для клеток HeLa ~ 1000 мкМ, K562~3000 мкМ. В результате численного моделирования были рассчитаны импульсные режимы облучения лазером 1273 нм биоткани широким пучком (диаметр 5 мм), не приводящие к разогреву до биокритических температур, но позволяющие получать цитотокси-ческие количества синглетного кислорода. На биоимитирующем геле было показано, что наиболее эффективный рассчитанный режим облучения (средняя плотность мощности ~1 Вт/см2, пиковая плотность мощности 20 Вт/см2, время импульса т = 25 мс, скважность 20) не приводит к разогреву места воздействия выше 42,5°C. Заключение: В настоящей работе мы продемонстрировали что облучение сфокусированным лазерным пучком 1273 нм опухолевых клеток K562 и HeLa приводит к цитотоксическому эффекту в зоне облучения, не вызванному термическим воздействием, и определили пороговые дозы облучения в условиях эксперимента. С помощью численного моделирования и экспериментов на биоимитирующем геле, мы показали принципиальную возможность прямой фотогенерации цитотоксических кумулятивных концентрация синглетного кислорода в биоткани инфракрасным излучением 1273 нм без разогрева до биокритических температур. Полученные результаты являются необходимым основанием дальнейшего исследования прямой фотогенерации синглетного кислорода в биоткани с целью разработки инновационных методов терапии солидных опухолей и внедрения их в практическую онкологию. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-25-20050, https://rscf.ru/ project/22-25-20050/, и гранта Санкт-Петербургского научного фонда в соответствии с Соглашением от 15 апреля 2022 г. № 51/2022.
ПРЕОДОЛЕНИЕ РЕЗИСТЕТНОСТИ КЛЕТОК ГАСТРОИНТЕСТИНАЛЬНОЙ СТРОМАЛЬНОЙ ОПУХОЛИ ЖЕЛУДКА К ИМАТИНИБУ С ПОМОЩЬЮ КАТИОННЫХ ПЕПТИДОВ
Н.А. Королева1, О.Г. Ковтун1, П.Б. Копнин1, С.М. Андреев2, А.А. Лушникова1
Место работы: 1. НИИ Канцерогнеза, ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России, Москва, Россия; 2. ФГБУ «ГНЦ «Институт иммунологии» ФМБА России, Москва, Россия Эл. почта: [email protected]
ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫЕ ОПУХОЛИ Российское общество клинической онкологии
том/vol. 13 #3s1 • 2023
MALIGNANT TUMOURS
Russian Society of Clinical Oncology
