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

Soutěž - Biologická účinnost a dozimetrie alfa zářičů v buněčných experimentech

12. 11. 2021 11:00
15m
Přednáška Biologické účinky a zdravotní hlediska Biologické účinky a zdravotní hlediska

Přednášející

Lukáš Ondrák (FJFI ČVUT v Praze)

Popis

Radiofarmaka obsahující ve své molekule beta zářiče jako např. Sm-153 nebo Lu-177 mají široké využití v nukleární medicíně pro terapeutické účely jak kurativní, tak paliativní. Za velice slibnou metodu v oblasti terapie v nukleární medicíně se poslední roky ukazuje cílená alfa částicová terapie, v níž jsou pomocí selektivně vychytávaného nosiče do nádoru dopraveny radionuklidy emitující alfa částice
o vysoké biologické účinnosti a krátkém doletu. Výhodné jsou zejména tzv. in vivo alfa generátory, které podléhají sérii alfa rozpadů, např. Ra-223 nebo Ac-225 produkující čtyři alfa částice.
Pro efektivní aplikaci této stále nové metody je nezbytná znalost biologické účinnosti alfa částic
a mechanismů, které k jejich efektu přispívají. V rámci testování vlivu vybraných alfa a beta radionuklidů na buněčné úrovni jsme studovali inaktivaci buněk DU145 (lidský adenokarcinom) v závislosti na aktivitě beta zářiče Lu-177 nebo alfa zářiče Ra-223, které byly buňky vystaveny. V obou případech s rostoucí aktivitou klesal podíl přežívajících buněk ve shodě s klasickým
lineárně-kvadratickým popisem. V souladu s očekáváním bylo Ra-223 při stejné aktivitě mnohem účinnější než Lu-177. Abychom měřená data mohli prezentovat standardním způsobem pomocí křivek přežití v závislosti na dávce, odhadli jsme deponovanou dávku za předpokladu, že veškerá rozpadová energie bude předána do vzorku a rozdělena v něm homogenně. Oproti známým pozorováním s externími zdroji záření však z tohoto odhadu nevyšla biologická účinnost alfa částic několikrát vyšší, ale jen srovnatelná jako u beta částic.
Zmíněný odhad deponované dávky se proto jeví jako hrubě zjednodušený. K ověření předpokladů
o rovnoměrné distribuci dávky jsme pomocí dvojice detektorů Timepix provedli měření jednotlivých částic emitovaných vzorkem média s těmito radionuklidy, a to paralelně ve spodní a v horní části vzorku. Zatímco pro Lu-177 byly výsledky v obou částech srovnatelné, pro Ra-223 jsme detekovali výrazně vyšší počet alfa částic v horní části vzorku. To naznačuje, že k primárnímu rozpadu Ra-223 a emisi první alfa částice sice dochází homogenně v celém vzorku, ale produkt tohoto rozpadu, Rn-219, stoupá vzhůru díky své plynné formě, takže k jeho rozpadu a rozpadu jeho produktů dochází převážně v horní části buněčného média.
Výsledky ukazují, že dozimetrie alfa zářičů v buněčných experimentech je komplikovaná a diskuze implikací pro in vivo situaci bude vyžadovat podrobnější měření a doplnění MC simulacemi.

Přihlásit do soutěže Přihlašuji příspěvek do soutěže o nejlepší přednášku

Hlavní autoři

Lukáš Ondrák (FJFI ČVUT v Praze) Pavel Kundrát (ÚJF) Marek Sommer (Oddělení dozimetrie záření, Ústav jaderné fyziky AV CR, v.v.i.) Martin Vlk (FJFI, ČVUT v Praze) Václav Štěpán (Nuclear Physics Institute of the CAS) Marie Davídková (ODZ, ÚJF AV ČR, v.v.i.)

Materiály k příspěvku