Dependence of the RBE of densely ionizing radiation from radiosensitivity and stage of cell growth
Зависимость ОБЭ плотноионизирующего излучения от радиочувствительности и стадии роста клеток
O.A. Vorobey, A. Tsyb Medical Radiological Research Centre – branch of the National Medical Research Radiological Centre of the Ministry of Health of the Russian Federation (A. Tsyb MRRC), V.G. Petin, M.S. Tolkaeva, A.N. Filimonova, A. Tsyb Medical Radiological Research Centre – branch of the National Medical Research Radiological Centre of the Ministry of Health of the Russian Federation (A. Tsyb MRRC), A. Tsyb Medical Radiological Research Centre – branch of the National Medical Research Radiological Centre of the Ministry of Health of the Russian Federation (A. Tsyb MRRC), National Medical Research Radiological Centre of the Ministry of Health of the Russian Federation (NMRRC)
2020
Radiation and Risk Bulletin of the National Radiation and Epidemiological Registry
1 МРНЦ им. А.Ф. Цыба -филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, Обнинск; 2 ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, Москва В настоящее время анализ закономерностей проявления ОБЭ плотноионизирующих излучений является актуальной проблемой для радиобиологического обоснования активно внедряющейся в практику адронной терапии опухолей человека. Экспериментально изучить зависимость ОБЭ плотноионизирующего излучения от радиочувствительности и стадии роста клеток, подтвердить участие процессов
more »
... становления клеток в формировании ОБЭ альфачастиц -цель проведённого исследования. В экспериментах использованы гаплоидные и диплоидные дрожжевые клетки Saccharomyces cerevisiae дикого типа и их радиочувствительные мутанты, обладающие различной способностью восстанавливаться от радиационных повреждений, индуцированных редко-и плотноионизирующим излучением. Клетки облучали в стационарной и логарифмической стадиях роста. В результате исследований показано, что для гаплоидных дрожжевых клеток, облучённых -квантами 60 Co и -частицами 239 Pu в стационарной стадии роста, ОБЭ=2,3 независимо от дозы ионизирующего излучения. Наоборот, на стадии деления клеток ОБЭ повышалась с 1,9 до 6 с увеличением дозы. При облучении диплоидных клеток в стационарной стадии роста ОБЭ=5,4 и практически не зависела от дозы, а на стадии размножения клеток ОБЭ -частиц резко повышалась от 4,5 до 8,7 с уменьшением дозы ионизирующего излучения. Для радиочувствительных мутантов ОБЭ -частиц слабо зависела от плоидности и несколько уменьшалась при облучении делящихся клеток (ОБЭ=1,6) по сравнению с облучением клеток в стационарной стадии роста (ОБЭ=2,2). Полученные результаты согласуются с точкой зрения, что ОБЭ плотноионизирующих излучений определяется не только вероятностью формирования первичных повреждений на физико-химической стадии взаимодействия ионизирующих излучений с клеточными структурами, но и способностью клеток восстанавливаться от сублетальных и потенциально летальных повреждений на биохимическом этапе их реализации. Подчёркивается необходимость принимать во внимание полученную вариабельность значений ОБЭ излучений с высокими ЛПЭ при интерпретации опытов с культивируемыми клетками млекопитающих. Поскольку процессы взаимодействия -частиц с живой материей качественно идентичны взаимодействию протонов, образующихся в тканях при облучении нейтронами, полученные результаты должны учитываться при анализе эффективности противоопухолевой лучевой терапии адронного излучения -нейтронами, протонами и другими тяжёлыми заряженными частицами. Ключевые слова: относительная биологическая эффективность (ОБЭ), дрожжевые клетки, -кванты, -частицы, плоидность клеток, стадия роста, восстановление клеток, репарация ДНК, радиочувствительные мутанты, линейные потери энергии (ЛПЭ), радиационные повреждения. Введение Начиная с классических работ, положивших начало теоретической радиобиологии, в течение многих лет считали, что увеличение относительной биологической эффективности (ОБЭ) ионизирующих излучений с увеличением линейных передач энергии (ЛПЭ) происходит из-за повышенной вероятности формирования первичного радиационного повреждения или благодаря взаимодействию между физическими событиями передачи энергии заряженными частицами на микрогеометрическом уровне [1][2][3][4][5]. Актуальность изучения закономерностей проявления ОБЭ плотноионизирующих излучений обусловлена всё возрастающим использованием излуче-Воробей О.А.* -мл. научн. сотр.; Петин В.Г. -гл. научн. сотр., д.б.н., проф.; Толкаева М.C. -инженер. МРНЦ им. А.Ф. Цыба -филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России. Филимонова А.Н. -лаборант-исследователь. ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России.
doi:10.21870/0131-3878-2020-29-2-57-66
fatcat:34la6f3s3vaivllntrq2tekq2i
