8.–12. 11. 2021
Časové pásmo: Europe/Prague

Zvýšená biologická účinnost protonového ozařování buněk v přítomnosti boru pravděpodobně není způsobena sekundárními neutrony

12. 11. 2021 13:45
15m
Přednáška Biologické účinky a zdravotní hlediska Biologické účinky a zdravotní hlediska

Přednášející

Anna Jelinek Michaelidesova (ÚJF AV ČR, v.v.i., FJFI ČVUT v Praze)

Popis

V borové neutronové záchytové terapii se používají borové sloučeniny, které se selektivně hromadí v nádorech. Pro tuto metodu se používají sloučeniny, které jsou oproti přírodnímu boru (20 % B-10 a 80 % B-11) vysoce obohacené o izotop B-10. Záchyt neutronů na boru B-10 produkuje jednu alfa částici a Li-7, obojí s vysokou ionizační hustotou a krátkým dosahem, což vede k vysoké biologické účinnosti v úzce vymezené oblasti.
Podobná reakce protonů s přírodně dominantním izotopem boru B-11 vede ke vzniku dokonce tří alfa částic. Její účinný průřez výrazně roste s klesající energií protonů a je nejvyšší v oblasti Braggova píku. Tato reakce by mohla nalézt uplatnění jako tzv. proton-borová fúzní terapie (PBFT). Alfa částice produkované v oblasti Braggova píku by násobily výhody ostrého dávkového rozložení v protonové radioterapii. Tato hustě ionizující komponenta by případně mohla pomoci překonat radiorezistenci hypoxických nádorů. V roce 2018 byly publikovány radiobiologické experimenty, které potvrdily vliv přírodního boru na buněčné přežití v rošířeném Braggově píku protonového svazku. Zjištěné nižší přežití se připsalo reakci B-11 s nízkoenergetickými protony. Toto tvrzení rozpoutalo vášnivé diskuze mezi protonovými radiobiology. Známé účinné průřezy reakce protonů s B-11 a Monte Carlo simulace totiž ukazují, že tato reakce vede jen k nepatrnému navýšení dávky a neměla by mít tedy vliv na přežití buněk.
V naší práci jsme v Protonovém centru Praha za použití glioblastomové buněčné linie U87 ověřili, že kombinace přírodního boru s nízkoenergetickým protonovým svazkem snižuje buněčné přežití. Jelikož by toto nemělo být způsobeno reakcí protonů a B-11, tak další hypotézou je, že to může být reakcí neutronů vzniklých při protonové terapii s B-10, který je přítomný v přírodním boru. K testování hypotézy, jsme ozářili buňky na LINACu v Thomayerově nemocnici v Praze fotonovými svazky se dvěma energiemi 6 MV a 18 MV, a to za použití jak přírodního boru, tak obohaceného B-10. Zatímco 6 MV svazky nemají dostatečnou energii pro tvorbu neutronů, 18 MV fotony produkují neutrony v podobném množství a se srovnatelnými energetickými spektry jako použité protonové svazky. Na fotonových svazcích se žádný vliv boru na přežití buněk neprojevil. Provedené experimenty tak ukazují, že zvýšená biologická účinnost protonového ozařování buněk v přítomnosti boru pravděpodobně není způsobena sekundárními neutrony.

Přihlásit do soutěže Ne

Hlavní autoři

Anna Jelinek Michaelidesova (ÚJF AV ČR, v.v.i., FJFI ČVUT v Praze) Oldřich Zahradníček (ÚJF AV ČR, v.v.i.) Kateřina Pachnerová Brabcová (ÚJF AV ČR, v.v.i.) Irina Danilova (ÚJF AV ČR, v.v.i.) Jana Vachelová (ÚJF AV ČR, v.v.i.) Jan Vilimovský (Proton Therapy Center Czech) Pavel Kundrát (ÚJF AV ČR, v.v.i.) Mirek David (Thomayerova nemocnice) Vladimír Vondráček (Proton Therapy Center Czech) Marie Davídková (ÚJF AV ČR, v.v.i.)

Materiály k příspěvku

Zatím tu nejsou žádné materiály.