Сформированная резистентность опухолевых клеток линии В16 к протонам после длительного фракционированного облучения электронами
Автор: Бекетов Е.Е., Исаева Е.В., Наседкина Н.В., Замулаева И.А., Матчук О.Н., Ульяненко Л.Н., Малахов Е.П., Кисель А.А., Голованова О.Ю., Ульяненко С.Е., Шегай П.В., Иванов С.А., Каприн А.Д.
Рубрика: Научные статьи
Статья в выпуске: 4 т.29, 2020 года.
Бесплатный доступ
Собственная или приобретённая радиорезистентность опухолевых клеток - актуальная проблема в лучевой терапии. Широкое применение протонов в онкологии требует как уточнения их биологической эффективности, так и исследования чувствительности к ним опухолевых клеток. Эксперименты на культурах опухолевых клеток с выработанной радиорезистентностью могут быть полезны для разработки эффективных схем лечения пациентов с рецидивами и метастазами, возникшими после курса лучевой терапии стандартными типами излучений. Целью настоящей работы была оценка изменения чувствительности клеток мышиной меланомы B16 к протонам и электронам после длительного фракционированного воздействия этими же излучениями в сопоставимых суммарных дозах и выяснение возможных механизмов клеточной радиорезистентности. Облучение проводили на сканирующем пучке протонов комплекса «Прометеус» и электронным пучком ускорителя Novac-11. Радиочувствительность клеток оценивали методом клоногенной активности, определяли размер и время удвоения популяции клеток, распределение клеток по фазам клеточного цикла; повреждения ДНК выявляли методом ДНК-комет. Полученные данные свидетельствуют о том, что фракционированное облучение электронами в суммарной дозе 60 Гр приводит к значимому снижению чувствительности клеток к облучению протонами, чувствительность к облучению электронами не менялась. В работе также показано, что облучение протонами в совокупной дозе 50 Гр независимо от величины дозы за фракцию не приводит к изменению чувствительности клеток к последующему облучению протонами. Обсуждаются возможные механизмы перекрёстной радиорезистентности облучённых клеток.
Протоны, электроны, лучевая терапия, фракционирование, радиорезистентность, клетки мышиной меланомы в16, днк-кометы, клоногенная активность
Короткий адрес: https://sciup.org/170171554
IDR: 170171554 | DOI: 10.21870/0131-3878-2020-29-4-69-83
Список литературы Сформированная резистентность опухолевых клеток линии В16 к протонам после длительного фракционированного облучения электронами
- Kuwahara Y., Roudkenar M.H., Urushihara Y., Saito Y., Tomita K., Roushandeh A.M., Sato T., Kurimasa A., Fukumoto M. Clinically relevant radioresistant cell line: a simple model to understand cancer radioresistance //Med. Mol. Morphol. 2017. V. 50, N 4. P. 195-204.
- Fukuda K., Sakakura C., Miyagawa K., Kuriu Y., Kin S., Nakase Y., Hagiwara A., Mitsufuji S., Okazaki Y., Hayashizaki Y., Yamagishi H. Differential gene expression profiles of radioresistant oesophageal cancer cell lines established by continuous fractionated irradiation //Br. J. Cancer. 2004. V. 91, N 8. P. 1543-1550.
- Jing Z., Gong L., Xie C.Y., Zhang L., Su H.F., Deng X., Wu S.X. Reverse resistance to radiation in KYSE-150R esophageal carcinoma cell after epidermal growth factor receptor signal pathway inhibition by cetuximab //Radiother. Oncol. 2009. V. 93, N 3. P. 468-473.
- Kuwahara Y., Li L., Baba T., Nakagawa H., Shimura T., Yamamoto Y., Ohkubo Y., Fukumoto M. Clinically relevant radioresistant cells efficiently repair DNA double-strand breaks induced by X-rays //Cancer Sci. 2009. V. 100, N 4. P. 747-752.
- Kuwahara Y., Mori M., Oikawa T., Shimura T., Ohtake Y., Mori S., Ohkubo Y., Fukumoto M. The modified high-density survival assay is the useful tool to predict the effectiveness of fractionated radiation expo-sure //J. Radiat. Res. 2010. V. 51, N 3. P. 297-302.
- Lynam-Lennon N., Reynolds J.V., Pidgeon G.P., Lysaght J., Marignol L., Maher S.G. Alterations in DNA repair efficiency are involved in the radioresistance of esophageal adenocarcinoma //Radiat. Res. 2010. V. 174, N 6. P. 703-711.
- Qing Y., Yang X.Q., Zhong Z.Y., Lei X., Xie J.Y., Li M.X., Xiang D.B., Li Z.P., Yang Z.Z., Wang G., Wang D. Microarray analysis of DNA damage repair gene expression profiles in cervical cancer cells radioresistant to 252Cf neutron and X-rays //BMC Cancer. 2010. V. 10. P. 71.
- Russell J., Wheldon T.E., Stanton P. A radioresistant variant derived from a human neuroblastoma cell line is less prone to radiation-induced apoptosis //Cancer Res. 1995. V. 55, N 21. P. 4915-4921.
- Sato K., Imai T., Okayasu R., Shimokawa T. Heterochromatin domain number correlates with X-ray and carbon-ion radiation resistance in cancer cells //Radiat. Res. 2014. V. 182, N 4. P. 408-419.
- Wei K., Kodym R., Jin C. Radioresistant cell strain of human fibrosarcoma cells obtained after long-term exposure to x-rays //Radiat. Environ. Biophys. 1998. V. 37, N 2. P. 133-137.
- Xie L., Song X., Yu J., Wei L., Song B., Wang X., Lv L. Fractionated irradiation induced radio-resistant esophageal cancer EC109 cells seem to be more sensitive to chemotherapeutic drugs //J. Exp. Clin. Cancer Res. 2009. V. 28, N 1. P. 68.
- Pearce A.G., Segura T.M., Rintala A.C., Rintala-Maki N.D., Lee H. The generation and characterization of a radiation-resistant model system to study radioresistance in human breast cancer cells //Radiat. Res. 2001. V. 156, N 6. P. 739-750.
- Sato K., Azuma R., Imai T., Shimokawa T. Enhancement of mTOR signaling contributes to acquired X-ray and C-ion resistance in mouse squamous carcinoma cell line //Cancer Sci. 2017. V. 108, N 10. P. 2004-2010.
- Shimura T., Kakuda S., Ochiai Y., Nakagawa H., Kuwahara Y., Takai Y., Kobayashi J., Komatsu K., Fukumoto M. Acquired radioresistance of human tumor cells by DNA-PK/AKT/GSK3beta-mediated cyclin D1 overexpression //Oncogene. 2010. V. 29, N 34. P. 4826-4837.
- Suetens A., Moreels M., Quintens R., Soors E., Buset J., Chiriotti S., Tabury K., Gregoire V., Baatout S. Dose- and time-dependent gene expression alterations in prostate and colon cancer cells after in vitro exposure to carbon ion and X-irradiation //J. Radiat. Res. 2015. V. 56, N 1. P. 11-21.
- Scott J.G., Berglund A., Schell M.J., Mihaylov I., Fulp W.J., Yue B., Welsh E., Caudell J.J., Ahmed K., Strom T.S., Mellon E., Venkat P., Johnstone P., Foekens J., Lee J., Moros E., Dalton W.S., Eschrich S.A., McLeod H., Harrison L.B., Torres-Roca J.F. A genome-based model for adjusting radiotherapy dose (GARD): a retrospective, cohort-based study //Lancet Oncol. 2017. V. 18, N 2. P. 202-211.
- Khmelevsky E.V., Kancheli I.N., Khoroshkov V.S., Kaprin A.D. Morbidity dynamics in proton-photon or photon radiation therapy for locally advanced prostate cancer //Rep. Pract. Oncol. Radiother. 2018. V. 23, N 1. P. 21-27.
- Mohan R., Peeler C.R., Guan F., Bronk L., Cao W., Grosshans D.R. Radiobiological issues in proton therapy //Acta Oncol. 2017. V. 56, N 11. P. 1367-1373.
- Nasedkina N.V., Beketov E.E., Isaeva E.V., Malakhov E.P., Golovanova O.Y., Ulyanenko L.N., Chernukha A.E., Saburov V.O., Lepilina O.G., Ulyanenko S.Е. RBE of "Prometeus" facility protons for ir-radiation of tumor cells in vitro with one and three fields //FUTURE OF ATOMIC ENERGY – AtomFuture 2017. XIII International Youth Scientific and Practical Conference. KnE Engineering. 2018. V. 3. P. 309-316. [Электронный ресурс]. URL: https://knepublishing.com/index.php/KnE-Engineering/issue/view/80 (дата обращения 03.10.2020).
- Бекетов Е.Е., Исаева Е.В., Наседкина Н.В., Малахов Е.П., Голованова О.Ю., Ульяненко Л.Н., Чернуха А.Е., Сабуров В.О., Лепилина О.Г., Ульяненко С.Е. Биологическая эффективность сканирующего пучка протонов терапевтического комплекса "Прометеус" МРНЦ им. А.Ф. Цыба в исследованиях на культуре клеток мышиной меланомы B-16 //Вопросы онкологии. 2018. Т. 64, № 5. С. 678-682.
- Beketov E., Isaeva E., Malakhov E., Nasedkina N., Koryakin S., Ulyanenko S., Solovev A., Lychagin A. The study of biological effectiveness of U-70 accelerator carbon ions using melanoma B-16 clonogenic as-say //Rad. Applic. 2017. V. 2, N 2. P. 90-93.
- Olive P.L., Banath J.P. The comet assay: a method to measure DNA damage in individual cells //Nat. Protoc. 2006. V. 1, N 1. Р. 23-29.
- Paganetti H. Relative biological effectiveness (RBE) values for proton beam therapy. Variations as a function of biological endpoint, dose, and linear energy transfer //Phys. Med. Biol. 2014. V. 59, N 22. P. R419-R472.
- Culard F., Bouffard S., Charlier M. High-LET irradiation of a DNA-binding protein: protein-protein and DNA-protein crosslinks //Radiat. Res. 2005. V. 164, N 6. P. 774-780.
