Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2017. Том 62. № 6. C. 21-27

РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ

DOI: 10.12737/article_5a25317ce480f3.74497732

М.Д. Пронкевич¹, Е.С. Евстратова¹, С.В. Белкина¹, Ю.Н. Анохин^1,2, В.Г. Петин¹

СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТОВ КОМБИНИРОВАННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ГИПЕРТЕРМИИ С ИОНИЗИРУЮЩИМ ИЗЛУЧЕНИЕМ ИЛИ ЦИСПЛАТИНОМ НА ДРОЖЖЕВЫЕ КЛЕТКИ И КЛЕТКИ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

1. Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба, Обнинск, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ; 2. Обнинский институт атомной энергетики, Обнинск

М.Д. Пронкевич – к.б.н., с.н.с.; Е.С. Евстратова – к.б.н., н.с.; С.В. Белкина – к.б.н., с.н.с.; Ю.Н. Анохин – к.м.н., зав. кафедрой медицинской физики ОИАТЭ, В.Г. Петин – д.б.н., профессор, зав. биофиз. лаб., член редколлегии журнала “Korean Journal of Environmental Biology”

Реферат

Цель: Сравнение закономерностей проявления эффектов комбинированных воздействий на дрожжевые клетки и культивируемые клетки млекопитающих для оценки возможности использования идей синергизма в медицинской радиологии.

Материал и методы: Дрожжевые клетки Saccharomyces cerevisiae подвергали комбинированному воздействию гипертермии (22–58 °С, длительность воздействия 0–9 ч) с ионизирующим излучением (тормозное излучение с номинальной энергией 25 МэВ – 5 и 25 Гр/мин или γ-кванты ⁶⁰Со, 2, 10 и 80 Гр/мин, острое облучение) или антиопухолевым препаратом цисплатин (0,05 или 0,25 мг/мл, длительность воздействия 0–3 ч). Взаимодействие этих агентов оценивали по кривым выживаемости, полученным после воздействия отдельно гипертермии, ионизирующего излучения, цисплатина и после комбинированного действия гипертермии с ионизирующим излучением или цисплатином. Для количественной оценки эффектов аналогичных комбинированных воздействий на клетки млекопитающих использованы литературные данные, в которых отсутствовали количественные оценки взаимодействия агентов.

Результаты: Продемонстрировано синергическое взаимодействие изученных факторов. Показано, что эффект синергизма при одновременном действии гипертермии с ионизирующим излучением или цисплатином регистрируется лишь в пределах определенного температурного диапазона, с оптимальной температурой, при которой наблюдается максимальный синергизм. С уменьшением мощности дозы ионизирующего излучения или концентрации цисплатина оптимальная температура смещается в область более низких значений. При последовательном применении гипертермии и ионизирующего излучения с ростом температуры эффект комбинированного воздействия увеличивается до определенного предела, после которого он остается постоянным. Полученные результаты интерпретируются с помощью ранее предложенной математической модели, в соответствии с которой синергизм обусловлен формированием дополнительных повреждений за счет взаимодействия субповреждений, не эффективных при раздельном применении агентов.

Выводы: Выявлены общие закономерности синергических эффектов после комбинированных воздействий гипертермии с ионизирующим излучением или с цисплатином для дрожжевых клеток и культивируемых клеток млекопитающих, в том числе существование оптимальных параметров действующих агентов для обеспечения максимального синергизма и его зависимость от интенсивности применяемых факторов.

Ключевые слова: ионизирующее излучение, гипертермия, цисплатин, комбинированные воздействия, синергизм, оптимизация, дрожжи, клетки млекопитающих

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кузин А.М., Каушанский Д.А. Прикладная радиобиология. Теоретические и технические основы. М.: Энергоиздат. 1981. 222 с.
2. Ярмоненко С.П., Конопляников А.Г., Вайнсон А.А. Клиническая радиобиология. М.: Медицина. 320 с.
3. Hall E.J., Giaccia A.J. Radiobiology for the Radiologist. Lippincott: Williams and Wilkins. 576 p.
4. Курпешев О.К., Мардынский Ю.С. Радиомодификаторы в лучевой терапии опухолей // В кн.: «Терапевтическая радиология. Руководство для врачей». Под ред. А.Ф. Цыба, Ю.С. Мардынского. М.: ООО «МК». 2010. С. 13–26.
5. Streffer C., Vauper P., Hahn G. Biological Basis of Oncologic Thermotherapy. Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo, Hong Kong: Springer Verlag. 1990. 169 p.
6. Sugahara T., Saito M. (eds.) Hyperthermic Oncology. Vol. I. London: Taylor & Francis. vol. II. London: Taylor & Francis. 1989. 950 р.
7. Цыб А.Ф., Гулидов И.А. Современное состояние лучевой терапии злокачественных новообразований // В кн.: «Терапевтическая радиология. Руководство для врачей». Под ред. А.Ф. Цыба, Ю.С. Мардынского. М.: ООО «МК». 2010. С. 7–12.
8. Кузин А.М. Проблема синергизма в радиобиологии // Известия АН СССР. Серия биол. 1983. № 4. С. 485–502.
9. Жураковская Г.П. Общие закономерности и прогнозирование синергического взаимодействия факторов окружающей среды. Дисс. докт. биол. наук. Обнинск. 2001. 314 с.
10. Петин В.Г., Жураковская Г.П., Комарова Л.Н. Радиобиологические основы синергического взаимодействия в биосфере. М.: ГЕОС. 2012. 219 с.
11. Petin V.G., Kim J.K. Synergistic Interaction and Cell Responses to Environmental Factors. – New York: Nova Sciences Publisher. 2016. 337 р.
12. Ben-Hur E. Mechanisms of the synergistic interaction between hyperthermia and radiation in cultured mammalian cells // J. Radiat. Res. 1976. Vol. 17. № 2. P. 92–98.
13. Ben-Hur E., Elkind M.M. Thermally enhanced radioresponse of cultured Chinese hamster cells: damage and repair of single–stranded DNA and a DNA complex // Res. 1974. Vol. 59. № 2. P. 484–495.
14. Dewey W.C., Holahan E.V. Hyperthermia – basic biology // Prog. Exp. Tumor Res. 1984. Vol. 28. P. 198–219.
15. Urano M., Kahn J., Majima H. et al. The cytotoxic effect of cis-diamminedichloroplatinum(II) on cultured Chinese hamster ovary cells at elevated temperatures: Arrhenius plot analysis // Int. J. Hyperthermia. Vol. 6. № 3. P. 581–590.
16. Евстратова Е.С. Синергизм и восстановление клеток после комбинированного действия химических агентов с ионизирующим излучением или гипертермией. Дисс. канд. биол. наук. Обнинск. 2015. 121 с.

Для цитирования: Пронкевич М.Д., Евстратова Е.С., Белкина С.В., Анохин Ю.Н., Петин В.Г. Сравнение эффектов комбинированных воздействий гипертермии с ионизирующим излучением или цисплатином на дрожжевые клетки и клетки млекопитающих // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2017. Т. 62. № 6. С. 21-27. DOI: 10.12737/article_5a25317ce480f3.74497732

PDF (RUS) Полная версия статьи