JOURNAL DESCRIPTION
The Medical Radiology and Radiation Safety journal ISSN 1024-6177 was founded in January 1956 (before December 30, 1993 it was entitled Medical Radiology, ISSN 0025-8334). In 2018, the journal received Online ISSN: 2618-9615 and was registered as an electronic online publication in Roskomnadzor on March 29, 2018. It publishes original research articles which cover questions of radiobiology, radiation medicine, radiation safety, radiation therapy, nuclear medicine and scientific reviews. In general the journal has more than 30 headings and it is of interest for specialists working in thefields of medicine¸ radiation biology, epidemiology, medical physics and technology. Since July 01, 2008 the journal has been published by State Research Center - Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency. The founder from 1956 to the present time is the Ministry of Health of the Russian Federation, and from 2008 to the present time is the Federal Medical Biological Agency.
Members of the editorial board are scientists specializing in the field of radiation biology and medicine, radiation protection, radiation epidemiology, radiation oncology, radiation diagnostics and therapy, nuclear medicine and medical physics. The editorial board consists of academicians (members of the Russian Academy of Science (RAS)), the full member of Academy of Medical Sciences of the Republic of Armenia, corresponding members of the RAS, Doctors of Medicine, professor, candidates and doctors of biological, physical mathematics and engineering sciences. The editorial board is constantly replenished by experts who work in the CIS and foreign countries.
Six issues of the journal are published per year, the volume is 13.5 conventional printed sheets, 88 printer’s sheets, 1.000 copies. The journal has an identical full-text electronic version, which, simultaneously with the printed version and color drawings, is posted on the sites of the Scientific Electronic Library (SEL) and the journal's website. The journal is distributed through the Rospechat Agency under the contract № 7407 of June 16, 2006, through individual buyers and commercial structures. The publication of articles is free.
The journal is included in the List of Russian Reviewed Scientific Journals of the Higher Attestation Commission. Since 2008 the journal has been available on the Internet and indexed in the RISC database which is placed on Web of Science. Since February 2nd, 2018, the journal "Medical Radiology and Radiation Safety" has been indexed in the SCOPUS abstract and citation database.
Brief electronic versions of the Journal have been publicly available since 2005 on the website of the Medical Radiology and Radiation Safety Journal: http://www.medradiol.ru. Since 2011, all issues of the journal as a whole are publicly available, and since 2016 - full-text versions of scientific articles. Since 2005, subscribers can purchase full versions of other articles of any issue only through the National Electronic Library. The editor of the Medical Radiology and Radiation Safety Journal in accordance with the National Electronic Library agreement has been providing the Library with all its production since 2005 until now.
The main working language of the journal is Russian, an additional language is English, which is used to write titles of articles, information about authors, annotations, key words, a list of literature.
Since 2017 the journal Medical Radiology and Radiation Safety has switched to digital identification of publications, assigning to each article the identifier of the digital object (DOI), which greatly accelerated the search for the location of the article on the Internet. In future it is planned to publish the English-language version of the journal Medical Radiology and Radiation Safety for its development. In order to obtain information about the publication activity of the journal in March 2015, a counter of readers' references to the materials posted on the site from 2005 to the present which is placed on the journal's website. During 2015 - 2016 years on average there were no more than 100-170 handlings per day. Publication of a number of articles, as well as electronic versions of profile monographs and collections in the public domain, dramatically increased the number of handlings to the journal's website to 500 - 800 per day, and the total number of visits to the site at the end of 2017 was more than 230.000.
The two-year impact factor of RISC, according to data for 2017, was 0.439, taking into account citation from all sources - 0.570, and the five-year impact factor of RISC - 0.352.
Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2024. Том 69. № 4
DOI:10.33266/1024-6177-2024-69-4-13-19
Д.Т. Петросова1, Д.В. Ускалова1, О.В. Кузьмичева1, В.О. Сабуров3,
Е.И. Сарапульцева1,2
УСИЛЕНИЕ НАНОЧАСТИЦАМИ ЗОЛОТА ЦИТОТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ОБЛУЧЕНИЯ ПРОТОНАМИ В ОПЫТАХ IN VIVO
1 Обнинский институт атомной энергетики, Обнинск
2 Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва
3 Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба Минздрава России, Обнинск
Контактное лицо: Диана Тиграновна Петросова, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
РЕФЕРАТ
Цель: Оценить биоэффективность и биобезопасность совместного применения в биомедицине и возможного воздействия на окружающую среду облучения протонами и наночастиц золота (AuНЧ) на модели высшего беспозвоночного животного из подотряда ракообразные Daphnia magna в опытах in vivo.
Материал и методы: Синтез AuНЧ осуществляли одностадийным методом фемтосекундной лазерной аблации. В качестве модельного тест-организма использовали лабораторную культуру Daphnia magna. Культивировали животных в оптимальных условиях климатостата (модель Р2). Биологические показатели (выживаемость, плодовитость и цитотоксичность) оценивали в двух последовательных поколениях (F0) и (F1). Острому облучению подвергали только животных родительского поколения (F0) на протонном комплексе «Прометеус» сканирующим пучком протонов (энергия 150 МэВ). Выживаемость и плодовитость D. magna оценивали в 21-суточном эксперименте на ежедневной основе. Всего было проанализировано от 10 до 60 особей в контрольных и экспериментальных группах. Цитотоксичность анализировали модифицированным для исследования эффекта на беспозвоночных животных в опытах in vivo МТТ-тестом на планшетном иммуноферментном анализаторе StatFax 2100 (США, VIS-модель). На цитотоксичность проанализировано от 11 до 97 образцов. В каждом образце было по 20 десятисуточных животных. Результаты обработаны методами математической статистики с поправкой на множественное сравнение.
Результаты: Облучение в дозах 10 и 30 Гр вызывало снижение выживаемости животных, которое усиливалось AuНЧ в 1,35 раза. Нарушение репродуктивной функции обнаружено как в облученном, так и в первом поколении животных. Применение НЧ не вызывало оксидативный стресс у D. magna, однако усиливало цитотоксическое действие облучения протонами. Вклад в цитотоксический эффект вносили AuНЧ.
Выводы: Поскольку полученные результаты согласуются с данными, опубликованными в цитируемых работах на позвоночных животных, можно предположить универсальный механизм цитотоксического действия облучения протонами в сочетании с AuНЧ как на беспозвоночных, так и позвоночных животных, включая человека и возможность применения AuНЧ в качестве радиосенсибилизаторов для усиления эффекта облучения в бинарных технологиях протонной терапии.
Ключевые слова: Daphnia magna, протоны, наночастицы золота, жизнеспособность, плодовитость, цитотоксический эффект, трансгенерационный эффект
Для цитирования: Петросова Д.Т., Ускалова Д.В., Кузьмичева О.В., Сабуров В.О., Сарапульцева Е.И. Усиление наночастицами золота цитотоксического действия облучения протонами в опытах in vivo // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2024. Т. 69. № 4. С. 13–19. DOI:10.33266/1024-6177-2024-69-4-13-19
Список литературы
1. Бушманов А.Ю., Шейно И.Н., Липенгольц А.А., Соловьев А.Н., Корякин С.Н. Перспективы применения комбинированных технологий в протонной терапии злокачественных новообразований // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2019. Т. 64, № 3. С. 11–18 [Bushmanov АYu, Sheino IN, Lipengolts АА, Soloviev AN, Koryakin SN. Prospects of Proton Therapy Combined Technologies in the Treatment of Cancer. Medical Radiology and Radiation Safety. 2019;64(3):11–18 (In Russ.)]. DOI: 10.12737/article_5cf237bf846b67.57514871
2. Peukert D, Kempson I, Douglass M, Bezak E. Gold Nanoparticle Enhanced Proton Therapy: a Monte Carlo Simulation of the Effects of Proton Energy, Nanoparticle Size, Coating Material, and Coating Thickness on Dose and Radiolysis Yield. Med Phys. 2020; 47(2):651-661. DOI: 10.1002/mp.13923. PMID: 31725910
3. Benn TM, Westerhoff P. Nanoparticle Silver Released into Water from Commercially Available Sock Fabrics. Environ Sci Technol. 2008;42(11):4133-9. Erratum in: Environ Sci Technol. 2008; 42(18):7025-6. DOI: 10.1021/es7032718. PMID: 18589977
4. Petersen EJ, Pinto RA, Mai DJ, Landrum PF, Weber WJ Jr. Influence of Polyethyleneimine Graftings of Multi-Walled Carbon Nanotubes on their Accumulation and Elimination by and Toxicity to Daphnia Magna. Environ Sci Technol. 2011;45(3):1133-8. DOI: 10.1021/es1030239. PMID: 21182278.
5. Baun A, Hartmann NB, Grieger K, Kusk KO. Ecotoxicity of Engineered Nanoparticles to Aquatic Invertebrates: a Brief Review and Recommendations for Future Toxicity Testing. Ecotoxicology. 2008;17(5):387-95. DOI: 10.1007/s10646-008-0208-y. PMID: 18425578
6. Fuller N., Lerebours A., Smith J.T., Ford A.T. The Biological Effects of Ionising Radiation on Crustaceans: a Review. Aquat. Toxicol. 2015;167:55–67. http://dx.doi. org/10.1016/j.aquatox.2015.07.013
7. Feswick A, Griffitt RJ, Siebein K, Barber DS. Uptake, Retention and Internalization of Quantum Dots in Daphnia is Influenced by Particle Surface Functionalization. Aquat Toxicol. 2013;130-131:210-8. DOI: 10.1016/j.aquatox.2013.01.002. PMID: 23419536.
8. Liu A, Ye B. Application of Gold Nanoparticles in Biomedical Researches and Diagnosis. Clin Lab. 2013;59(1-2):23-36. PMID: 23505903.
9. Финогенова Ю.А., Липенгольц А.А., Скрибицкий В.А., Шпакова К.Е., Смирнова А.В., Скрибицкая А.В., Сычева Н.Н., Григорьева Е.Ю. Металлсодержащие наноразмерные радиосенсибилизаторы для лучевой терапии злокачественных новообразований // Медицинская физика, 2023.
№ 3. С 70-86 [Finogenova YA, Lipengolts AA, Skribitskiy VA, Shpakova KE, Smirnova AV, Skribitskaya AV, Sycheva NN, Grigorieva EY. Metal Nanoparticles as Radiosensitizers for Cancer Radiotherapy in Vivo. Meditsinskaya Fizika = Medical Physics, 2023;3:70-86 (In Russ.)]. DOI: 10.52775/1810-200x-2023-99-3-70-86
10. Скрибицкий В.А., Позднякова Н.В., Липенгольц А.А., Попов А.А., Тихоновский Г.В., Финогенова Ю.А., Смирнова А.В., Григорьева Е.Ю. Спектрофотометрический метод оценки размера и концентрации лазерно-аблированных золотых наночастиц // Биофизика. 2022. Т. 67, № 1. С. 30–36 [Skribitskiy VA, Pozdnyakova NV, Lipengolts AA, Popov AA, Tikhonovskiy GV, Finogenova YuA, Smirnova AV, Grigorieva EYu. A Spectrophotometric Method for Evaluation of Size and Concentration of Laser Ablated Gold Nanoparticles. Biofizika = Biophisics. 67(1):30–36 (In Russ.)]. DOI: 10.31857/S0006302922010045.
11. Test Guideline. Daphnia Magna Reproduction Test. OECD Guideline for the Testing of Chemicals. Paris, OECD Publ., 2012. No. 211. P. 26. http://dx.doi.org/10.1787/20745761.
12. Cancer Cell Culture. Methods and Protocols / Ed. I.A.Cree. New York, Dordrecht, Heidelberg, London, Springer, Human Press, 2011. P. 237-244.
13. Gorfine M, Schlesinger M, Hsu L. K-Sample Omnibus Non-Proportional Hazards Tests Based on Right-Censored Data. Stat Methods Med Res. 2020;29(10):2830-2850. doi: 10.1177/0962280220907355
14. Li S, Penninckx S, Karmani L, Heuskin AC, Watillon K, Marega R, Zola J, Corvaglia V, Genard G, Gallez B, Feron O, Martinive P, Bonifazi D, Michiels C, Lucas S. LET-Dependent Radiosensitization Effects of Gold Nanoparticles for Proton Irradiation. Nanotechnology. 2016;27(45):455101. Epub 2016 Oct 3. DOI: 10.1088/0957-4484/27/45/455101. PMID: 27694702
15. Kim JK, Seo SJ, Kim HT, Kim KH, Chung MH, Kim KR, et al. Enhanced Proton Treatment in Mouse Tumors Through Proton Irradiated Nanoradiator Effects on Metallic Nanoparticles. Phys Med Biol. 2012;57(24):8309-23. DOI: 10.1088/0031-9155/57/24/8309
16. Cunningham C, de Kock M, Engelbrecht M, Miles X, Slabbert J, Vandevoorde C. Radiosensitization Effect of Gold Nanoparticles in Proton Therapy. Front Public Health. 2021;9:699822. DOI: 10.3389/fpubh.2021.699822. PMID: 34395371; PMCID: PMC8358148
17. Sarapultseva EI, Dubrova YE. The Long-Term Effects of Acute Exposure to Ionising Radiation on Survival and Fertility in Daphnia Magna. Environ Res. 2016;150:138-143. doi: 10.1016/j.envres.2016.05.046. PMID: 27288911.
18. Nakamori T, Yoshida S, Kubota Y, Ban-nai T, Kaneko N, Hasegawa M, Itoh R. Effects of Acute Gamma Irradiation on Folsomia Candida (Collembola) in a Standard Test. Ecotoxicol Environ Saf. 2008;71(2):590-6. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2007.10.029. PMID: 18155145
19. Won EJ, Lee JS. Gamma Radiation Induces Growth Retardation, Impaired Egg Production, and Oxidative Stress in the Marine Copepod Paracyclopina Nana. Aquat Toxicol. 2014;150:17-26. DOI: 10.1016/j.aquatox.2014.02.010. PMID: 24632311
20. Jönsson K.I. Radiation Tolerance in Tardigrades: Current Knowledge and Potential Applications in Medicine. Cancers 2019;11(9):1333; https://doi.org/10.3390/cancers11091333.
21. Dubrova YE, Sarapultseva EI. Radiation-Induced Transgenerational Effects in Animals. Int J Radiat Biol. 2022;98(6):1047-1053. DOI: 10.1080/09553002.2020.1793027. PMID: 32658553.
22. Min H, Sung M, Son M, Kawasaki I, Shim YH. Transgenerational Effects of Proton Beam Irradiation on Caenorhabditis Elegans Germline Apoptosis. Biochem Biophys Res Commun. 2017;490(3):608-615. DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.06.085. PMID: 28630005.
23. Hoppe BS, Harris S, Rhoton-Vlasak A, Bryant C, Morris CG, Dagan R, Nichols RC, Mendenhall WM, Henderson RH, Li Z, Mendenhall NP. Sperm Preservation and Neutron Contamination Following Proton Therapy for Prostate Cancer Study. Acta Oncol. 2017;56(1):17-20. DOI: 10.1080/0284186X.2016.1205219. PMID: 27420031
24. Wo JY, Viswanathan AN. The Impact of Radiotherapy on Fertility, Pregnancy, and Neonatal Outcomes in Female Cancer Patients. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2009;73:1304–1312. doi: 10.1016/j.ijrobp.2008.12.016.
25. Streffer C, Shore R, Konermann G, Meadows A, Uma Devi P, Preston Withers J, Holm LE, Stather J, Mabuchi K, H R. Biological Effects after Prenatal Irradiation (Embryo and Fetus). A Report of the International Commission on Radiological Protection. Ann ICRP. 2003;33(1-2):5-206. PMID: 12963090.
26. Falk M. Nanodiamonds and Nanoparticles as Tumor Cell Radiosensitizers-Promising Results but an Obscure Mechanism of Action. Ann Transl Med. 2017;5(1):18. DOI: 10.21037/atm.2016.12.62. PMID: 28164103; PMCID: PMC5253274
27. Hainfeld JF, Dilmanian FA, Zhong Z, Slatkin DN, Kalef-Ezra JA, Smilowitz HM. Gold Nanoparticles Enhance the Radiation Therapy of a Murine Squamous Cell Carcinoma. Phys Med Biol. 2010;55(11):3045-59. DOI: 10.1088/0031-9155/55/11/004. PMID: 20463371
28. Ates M, Danabas D, Ertit Tastan B, Unal I, Cicek Cimen IC, Aksu O, Kutlu B, Arslan Z. Assessment of Oxidative Stress on Artemia salina and Daphnia magna After Exposure to Zn and ZnO Nanoparticles. Bull Environ Contam Toxicol. 2020; 104(2):206-214. doi: 10.1007/s00128-019-02751-6. PMID: 31748865.
PDF (RUS) Полная версия статьи
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ в рамках научного проекта № 23-24-10041. Облучение осуществлено на оборудовании ЦКП «Радиологические и клеточные технологии» ФГБУ «НМИЦ радиология» Минздрава России.
Участие авторов. Cтатья подготовлена с равным участием авторов.
Поступила: 20.03.2024. Принята к публикации: 25.04.2024.