Архив номеров
Эффекты комбинированного действия гипертермии и УФ-света на клетки дрожжей: фактор времени и последовательность воздействия
10.21870/0131-3878-2022-31-3-111-120
Купцова П.С., Жураковская Г.П., Переклад О.В., Белкина С.В., Пронкевич М.Д.
«Радиация и риск». 2022. Том 31. №3, с.111-120
Сведения об авторах
Купцова П.С. – мл. науч. сотр. Контакты: 249035, Калужская обл., Обнинск, ул. Королёва, 4. Тел.: +7 (900) 577-42-62; e-mail:
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
.
Жураковская Г.П. – вед. науч. сотр., д.б.н.
Переклад О.В. – науч. сотр.
Белкина С.В. – зав. лаб., к.б.н.
Пронкевич М.Д. – ст. науч. сотр., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России.
Аннотация
В современных методах лечения онкологических заболеваний для достижения лучшего терапевтического эффекта широко используются сочетания воздействующих факторов различной природы: ионизирующее излучение, химиопрепараты, гипертермия, неионизирующее излучение и другие. Наибольший эффект достигается при одновременном применении воздействующих факторов. Увеличение интервала между воздействиями приводит к его снижению. Однако, как степень суммарного эффекта зависит от временного интервала, подробно не изучалось. В работе представлены результаты исследования такой зависимости при различной последовательности применяемых воздействий на примере комбинации УФ-света и гипертермии. Выбор воздействующих агентов обусловлен вниманием к свечению Вавилова-Черенкова, возникающего при действии ионизирующего излучения высоких энергий, используемого в онкотерапии и большая часть которого составляет непрерывный УФ-спектр. И если рассматривать свечение Вавилова-Черенкова ответственным за возникновение УФ-подобных повреждений, оказывающих своё влияние на конечный результат действия ионизирующего излучения высоких энергий, тогда становится ясной необходимость понимания поведения УФ-света при его применении в комбинации с другими воздействующими факторами. Таким образом, цель работы – изучить влияние последовательности воздействующих факторов и временного интервала между ними на величину суммарного эффекта при последовательном действии УФ-света и гипертермии на дрожжевые клетки. Полученная в работе зависимость носит разнонаправленный характер, изменяясь от синергизма к аддитивности, переходя в антагонизм. Показано, что эффект практически не зависит от последовательности применяемых агентов, но существенно зависит от интервала времени между воздействующими факторами. Подобные закономерности получены впервые. Но именно они указывают на то, что при использовании на практике сочетанного действия ионизирующего излучения или УФ-света с гипертермией следует помнить о том, что итоговый результат может существенно отличаться от ожидаемого.
Ключевые слова
УФ-свет, гипертермия, синергизм, антагонизм, аддитивность, комбинированное действие, радиобиология, дрожжевые клетки, свечение Вавилова-Черенкова, ионизирующее излучение, фактор времени.
Список цитируемой литературы
1. Van den Tempel N., Horsman M.R., Kanaar R. Improving efficacy of hyperthermia in oncology by exploiting biological mechanisms //Int. J. Hyperthermia. 2016. V. 32, N 4. P. 446-454.
2. Mantso T., Goussetis G., Franco, R., Botaitis S., Pappa A., Panayiotidis M. Effects of hyperthermia as a mitigation strategy in DNA damage-based cancer therapies //Semin. Cancer Biol. 2016. V. 37-38. P. 96-105.
3. Dellinger T.H., Han E.S., Raoof M., Lee B., Wu X., Cho H., He T.F., Lee P., Razavi M., Liang W.S., Schmolze D., Priceman S.J., Lee S., Lin W.C., Lin J.F., Kebria M., Hakim A., Ruel N., Stewart D.B., Wang E.W., Rodriguez-Rodriguez L. Hyperthermic intraperitoneal chemotherapy-induced molecular changes in humans validate preclinical data in ovarian cancer //JCO Precis. Oncol. 2022. V. 6. DOI: 10.1200/PO.21.00239.
4. Petin V.G., Kim J.K. Synergistic interaction and cell responses to environmental factors. New York: Nova Sciences Publisher, 2016. 337 p.
5. Петин В.Г., Морозов И.И. Синергетика факторов окружающей среды. М.: Геос, 2015. 248 с.
6. Петин В.Г., Белкина С.В., Жураковская Г.П. Математические модели и реакции клеток на облучение ионизирующими излучениями разного качества. М.: Геос, 2020. 263 с.
7. Жураковская Г.П., Петин В.Г. Зависимость степени синергизма одновременного действия УФ-света и гипертермии на дрожжевые клетки от интенсивности УФ-света //Цитология. 1988 Т. 30, № 10. С. 1276-1280.
8. Мясник М.Н., Скворцов В.Г., Соколов В.А. Фотобиологические аспекты радиационного поражения клеток. М: Энергоатомиздат, 1985. 152 с.
9. Беспалов В.И. Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. 369 с.
10. Valkovic V. Radioactivity in the environment. Elsevier Science, 2019. 810 p.
11. Alexander D.A., Tendler I.I., Bruza P., Cao X., Schaner P.E., Marshall B.S., Jarvis L.A., Gladstone D.J., Pogue B.W. Assessment of imaging Cherenkov and scintillation signals in head and neck radiotherapy //Phys. Med. Biol. 2019. V. 64, N 14. DOI: 10.1088/1361-6560/ab25a3.
12. Black P.J., Velten C., Wang Y.F., Na Y.H., Wuu C.S. An investigation of clinical treatment field delivery verification using Cherenkov imaging: IMRT positioning shifts and field matching //Med. Phys. 2019. V. 46, N 1. P. 302-317.
13. Desvaux E., Courteau A., Bellaye P.S., Guillemin M., Drouet C., Walker P., Collin B., Decréau R.A. Che-renkov luminescence imaging is a fast and relevant preclinical tool to assess tumour hypoxia in vivo //EJNMMI Res. 2018. V. 8, N 1. DOI: 10.1186/s13550-018-0464-7.
14. Li Y., Liu H., Huang N., Wang Z., Zhang C. Using Cherenkov imaging to monitor the match line between photon and electron radiation therapy fields on biological tissue phantoms //J. Biomed. Opt. 2020. V. 25, N 12. DOI: 10.1117/1.JBO.25.12.125001.
15. Mitchell G.S., Gill R.K., Boucher D.L., Li C., Cherry S.R. In vivo Cerenkov luminescence imaging: a new tool for molecular imaging //Philos. Trans. A Math. Phys. Eng. Sci. 2011. V. 369, N 1955. P. 4605-4619.
16. Ruggiero A., Holland J.P., Lewis J.S., Grimm J. Cerenkov luminescence imaging of medical isotopes //J. Nucl. Med. 2010. V. 51, N 7. P. 1123-1130.
17. Soter J.A., LaRochelle E., Byrd B.K., Tendler I.I., Gunn J.R., Meng B., Strawbridge R.R., Wirth D.J., Davis S.C., Gladstone D.J., Jarvis L.A., Pogue B.W. Tracking tumor radiotherapy response in vivo with Cherenkov-excited luminescence ink imaging //Phys. Med. Biol. 2020. V. 65, N 9. P. 095004. DOI: 10.1088/1361-6560/ab7d16.
18. Zhang R., Gladstone D.J., Jarvis L.A., Strawbridge R.R., Jack Hoopes P., Friedman O.D., Glaser A.K., Pogue B.W. Real-time in vivo Cherenkoscopy imaging during external beam radiation therapy //J. Biomed. Opt. 2013. V. 18, N 11. P. 110504. DOI: 10.1117/1.JBO.18.11.110504.
19. Krohn J., Chen Y.C., Stabo-Eeg N.O., Hamre B. Cherenkov luminescence imaging for assessment of radi-oactive plaque position in brachytherapy of uveal melanoma: an in vivo feasibility study //Transl. Vis. Sci. Technol. 2020. V. 9, N 7. P. 1-10.
20. Thorek D.L., Riedl C.C., Grimm J. Clinical Cerenkov luminescence imaging of (18)F-FDG //J. Nucl. Med. 2014. V. 55, N 1. P. 95-98.
21. Кабаков А.Е., Анохин Ю.Н., Лебедева Т.В. Реакции нормальных и опухолевых клеток и тканей на гипертермию в сочетании с ионизирующей радиацией //Радиация и риск. 2018. Т. 27, № 4. С. 141-154.
22. Кабаков А.Е., Мосина В.А., Хохлова А.В. Усиленная радиосенсибилизация опухолевых клеток с помощью сочетанного воздействия гипертермии и ингибиторов протеасом //Радиация и риск. 2020. Т. 29, № 4. С.118-125.
23. Кабаков А.Е., Кудрявцев В.А., Хохлова А.В., Макарова Ю.М., Лебедева Т.В. Апоптоз в опухолевых клетках, подвергнутых сочетанному действию гипертермии и облучения: исследование молекулярных механизмов и мишеней //Радиация и риск. 2018 Т. 27, № 2. С. 62-75.
Полная версия статьи