Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2024. Том 69. № 1
DOI:10.33266/1024-6177-2024-69-1-20-27
В.А. Аникина 1, С.С. Сорокина 1, А.Е. Шемяков 1, 2, Е.А. Замятина 1,
Н.Р. Попова 1
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЛОКАЛЬНОГО ПРОТОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ДОЗЕ 30 ГР НА МЫШЕЙ ЛИНИЙ BALB/с И С57BL/6
1 Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Московская область, Пущино
2 Филиал «Физико-технический центр» Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, Московская область, Протвино
Контактное лицо: Нелли Рустамовна Попова, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
РЕФЕРАТ
Цель: Оценить влияние локального протонного излучения в дозе 30 Гр на мышей линий Balb/c и С57BL/6 по степени и динамике формирования лучевого ожога, изменению массы тела и количества элементов периферической крови.
Материал и методы: Эксперименты были проведены на недепилированных самцах мышей возрастом 7‒8 нед, двух линий: Balb/c и С57BL/6 (n=15). Локальное облучение кожи было проведено с дорсальной стороны животных сканирующим пучком протонов в расширенном пике Брэгга в комплексе протонной терапии «Прометеус» ФТЦ ФИАН (г. Протвино) в дозе 30 Гр с энергией протонов 87,8 МэВ. Во время сеанса облучения животные подвергались внутрибрюшинной наркотизации с использованием комбинации препаратов «Золетил 100» (Virbac, Франция) и «Ксила» (Interchemie, Нидерланды) в подобранном нами ранее соотношении 1:3 (20‒40 мг/кг). Фотофиксацию радиационно-индуцированных повреждений кожи проводили еженедельно в течение 70 сут. Осмотр животных с целью фиксации клинических проявлений радиационного дерматита (лучевого ожога), согласно международной классификации RTOG проводили ежедневно в течение 21 сут с момента облучения. Оценку динамики веса мышей проводили за
1 сут до облучения, далее – еженедельно (70 сут). Забор крови проводили из хвостовой вены путем отрезания кончика хвоста, после чего проводили анализ крови на гематологическом анализаторе DH36 Вет (Dymind, China) за 1 сут до облучения, через 1
и 3 сут после облучения, и далее – еженедельно (70 сут). Экспериментальные данные представлены в виде среднего арифметического значения ± стандартное отклонение (M ± SD).
Результаты: В данном исследовании по оценке влияния однократного локального воздействия протонного излучения в дозе 30 Гр при анализе степени и динамики формирования ожогов было показано, что у линии мышей Balb/с частота проявления и степень формирования радиационного дерматита выше, чем у С57BL/6. Анализ массы тела мышей после лучевого воздействия выявил отсутствие достоверного снижения у обеих линий мышей. Сравнительный анализ количества тромбоцитов, эритроцитов и концентрации гемоглобина у обеих линий мышей не выявил изменений, при этом отмечается тенденция к снижению количества лейкоцитов, лимфоцитов и гранулоцитов в группе облучённых мышей Balb/с относительно контроля, в то время как в группе облучённых мышей линии С57BL/6 количество лимфоцитов выше, чем в контрольной группе.
Заключение: Было показано, что мыши линии Balb/c обладают более высокой радиочувствительностью в отличие от мышей линии С57BL в ответ на однократное локальное протонное излучение в дозе 30 Гр.
Ключевые слова: протонное излучение, радиационный дерматит, лучевой ожог, гематологический анализ, мыши линий BALB/c и C57BL/6
Для цитирования: Аникина В.А., Сорокина С.С., Шемяков А.Е., Замятина Е.А., Попова Н.Р. Сравнительная оценка влияния локального протонного излучения в дозе 30 гр на мышей линий BALB/с и С57BL/6 // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2024. Т. 69. № 1. С. 20–27. DOI:10.33266/1024-6177-2024-69-1-20-27
Список литературы
1. Anikina V.A., Sorokina S.S., Shemyakov A.E., Taskaeva Iu.S., Zamyatina E.A., Teplova P.O., Popova N.R. First Experimental Model of Proton Beam-Induced Radiation Dermatitis in vivo // Int. J. Mol. Sci. 2023. No. 24(22), P. 16373.
2. Cox J.D., Stetz J., Pajak T.F. Toxicity criteria of the Radiation Therapy Oncology Group (RTOG) and the European Organization for Research and Treatment of Cancer (EORTC) // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 1995. V.31, No. 5. P. 1341–1346.
3. Venkatakrishnan P., Kumar G., Sampadarao B. Study of the Various Cutaneous Adverse Reactions to Radiotherapy // International Journal of Research in Dermatology. 2021. No. 7. P. 250.
4. Гребенюк А.Н., Легеза В.И., Заргарова Н.И., Владимирова О.О. и др. Патент РФ №RU2534802C1.2013.
5. Park J.-H., Byun H.J., Kim H.J., Oh S.J., Choi C., Noh J.M, Oh D., Lee J-H., Lee D-Y. Effect of Photobiomodulation Therapy On Radiodermatitis In A Mouse Model: An Experimental Animal Study // Lasers Med. Sci. 2021. V.36, No. 4. P. 843–853.
6. Yang K., Kim S.-Y., Park J.-H., Ahn W.-G., Jung S.H., Oh D., Park H.C., Choi C. Topical Application of Phlorotannins from Brown Seaweed Mitigates Radiation Dermatitis in a Mouse Model // Mar Drugs. 2020. V.18, No. 8. P. 377.
7. Janko M., Ontiveros F., Fitzgerald T.J., Deng A., DeCicco M., Rock K.L. IL-1 Generated Subsequent to Radiation-Induced Tissue Injury Contributes to the Pathogenesis of Radiodermatitis // Radiat. Res. 2012. V.178, No. 3. P. 166–172.
8. Flanders K.C., Major C.D., Arabshahi A., Aburime E.E., Okada M.H., Fujii M., Blalock T.D., Schultz G.S., Sowers A., Anzano M.A., Mitchell J.B., Russo A., Roberts A.B. Interference with Transforming Growth Factor-β/ Smad3 Signaling Results in Accelerated Healing of Wounds in Previously Irradiated Skin // Am. J. Pathol. 2003. V.163, No. 6. P. 2247–2257.
9. Koch A., Gulani J., King G., Hieber K., Chappell M., Ossetrova N. Establishment of Early Endpoints in Mouse Total-Body Irradiation Model // PLoS ONE. 2016. V.11, No. 8. P. e0161079.
10. Gridley D.S., Pecaut M.J. Changes in the Distribution and Function of Leukocytes after Whole-Body Iron Ion Irradiation // J. Radiat. Res. 2016. V.57, No. 5. P. 477–491.
11. Kang Y.-M., Shin S.-C., Jin Y.-W., Kim H.-S. Changes in Body and Organ Weights, Hematological Parameters, and Frequency of Micronuclei in the Peripheral Blood Erythrocytes of ICR Mice Exposed to Low-Dose-Rate γ-Radiation // Journal of Radiation Protection. 2009. V.34, No. 3. P. 102-106.
12. Pecaut M.J., Dutta-Roy R., Smith A.L., Jones T.A., Nelson G.A., Gridley D.S. Acute effects of iron-particle radiation on immunity. Part I: Population Distributions // Radiat. Res. 2006. V.165, No. 1. P. 68–77.
13. Gridley D.S., Pecaut M.J., Nelson G.A. Total-Body Irradiation with High-LET Particles: Acute and Chronic Effects on the Immune System // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Physiol. 2002. V.282, No. 3. P. R677–R688.
14. Pecaut M.J., Gridley D.S. The Impact of Mouse Strain on Iron Ion Radio-Immune Response of Leukocyte Populations // Int. J. Radiat. Biol. 2010. V.86, No. 5. P. 409–419.
15. Gridley D.S., Obenaus A., Bateman T.A., Pecaut M.J. Long-Term Changes in Rat Hematopoietic and Other Physiological Systems after High-Energy Iron Ion Irradiation // Int. J. Radiat. Biol. 2008. V.84, No. 7. P. 549–559.
16. Stenson S. Weight Change and Mortality of Rats After Abdominal Proton and Roentgen Irradiation. A Comparative Investigation // Acta Radiol. Ther. Phys. Biol. 1969. V.8, No. 5. P. 423–432.
17. Каркищенко В.Н., Шмидт Е.Ф., Брайцева Е.В. Исследователи предпочитают мышей BALB/c // Биомедицина. 2007. № 1. C. 57–70.
18. Шаховская О.В., Стародубцева М.Н., Медведева Е.А. Характеристика радиочувствительности организмов с помощью параметров редокс-свойств плазмы крови // Медико-биологические проблемы жизнедеятельности. 2023. № 1. C. 43–48.
19. Фабушева К.М., Дворник Ю.В. Влияние никотиновой кислоты на уровень радиационно-индуцированных повреждений ДНК в клетках костного мозга мышей // VIII Международная научно-практическая конференция молодых ученых: биофизиков, биотехнологов, молекулярных биологов и вирусологов – 2021. Новосибирск, 5-8 октября 2021. Новосибирск, Россия, 2021. С. 394-395.
20. Mao X.W., Boerma M., Rodriguez D., Campbell-Beachler M., Jones T., Stanbouly S., Sridharan V., Nishiyama N.C., Wroe A., Nelson G.A. Combined Effects of Low-Dose Proton Radiation and Simulated Microgravity on the Mouse Retina and the Hematopoietic System // Radiat. Res. 2019. V.192, No. 3. P. 241–250.
21. Ware J., Sanzari J., Avery S., Sayers C., Krigsfeld G., Nuth M., Wan X.S., Kennedy A.R. Effects of Proton Radiation Dose, Dose Rate and Dose Fractionation on Hematopoietic Cells in Mice // Radiation Research. 2010. No. 174. P. 325–330.
22. Romero-Weaver A.L., Wan X.S., Diffenderfer E.S., Lin L., Kennedy A.R Effect of SPE-Like Proton or Photon Radiation on the Kinetics of Mouse Peripheral Blood Cells and Radiation Biological Effectiveness Determinations // Astrobiology. 2013. V.13, No. 6. P. 570–577.
PDF (RUS) Полная версия статьи
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Исследование было сделано при поддержке гранта РНФ № 22-63-00082.
Участие авторов. Разработка концепции исследования: Попова Н.Р., Сорокина С.С.; разработка дизайна исследования: Попова Н.Р., Сорокина С.С., Аникина В.А.; проведение экспериментов: Аникина В.А., Замятина Е.А., Шемяков А.Е., разработка и модификация методик исследования: Аникина В.А., Шемяков А.Е; сбор и анализ литературного материала: Аникина В.А., Сорокина С.С., Попова Н.Р.; статистическая обработка данных: Аникина В.А.; написание и научное редактирование текста: Сорокина С.С., Попова Н.Р.
Поступила: 20.10.2023. Принята к публикации: 27.11.2023.