Proposta de um modelo de braquiterapia de alta taxa de dose para estudos de radiobiologia in vitro

Authors

  • Jony Marques Geraldo Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear http://orcid.org/0000-0002-0470-0691
  • Cassia Trindade Hospital Luxemburgo
  • Luciana Batista Nogueira Universidade Federal de Minas Gerais
  • Lidia Andrade Universidade Federal de Minas Gerais
  • Clascidia Furtado Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear
  • Luiz Orlando Ladeira Universidade Federal de Minas Gerais

DOI:

https://doi.org/10.29384/rbfm.2016.v10.n3.p11-16

Keywords:

braquiterapia, alta taxa de dose, células radiorressistentes

Abstract

O objetivo deste trabalho é desenvolver uma abordagem simples e reprodutível para experimentos de braquiterapia por HDR que permita estudos de irradiação in vitro com base em parâmetros clínicos. Uma plataforma de acrílico foi desenvolvida para manter frascos de cultura de células T25, placas de cultivo múltiplos poços e cateteres de braquiterapia numa posição fixa e rígida durante o processo de irradiação. Imagens tomográficas de todos os arranjos foram tomadas, para em seguida realizar um planejamento 3D com dose de 550cGy no plano das células tumorais aderentes. A fim de medir a dose recebida pelas células, uma dosimetria com filme radiocrômico foi realizada em todos os arranjos celulares. As incertezas relevantes foram levadas em conta. As células tumorais foram irradiadas duas vezes com um intervalo de 24 horas entre as irradiações. Prova da eficácia do modelo proposto foi obtida por análise de efeitos biológicos utilizando uma linhagem celular humana radiorresistente A431 de carcinoma epidermóide. A proliferação celular e a fase do ciclo celular foram avaliadas por ensaio de exclusão de azul de tripan e análise do conteúdo de DNA por citometria de fluxo, respectivamente. Verificou-se que a distribuição espacial de dose obtida é uniforme em todos os frascos e placas de cultura celular, mas há uma incerteza no valor desta dose. No que se refere aos ensaios in vitro, houve uma diminuição da taxa de proliferação celular das células irradiadas com significância estatística (p <0,05). Além disso, um aumento da percentagem de células presas na fase G2 / M (32,3 ± 1,5%) foi observado para o grupo tratado em comparação com células não tratadas.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biography

Jony Marques Geraldo, Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear

Ciência e Tecnologia das Radiações e dos Materiais, Física Médica

References

Jefrey F. Willimson, David J. Brenner. Physics and Biology of Brachytherapy. Principles and Practice of Radiation Oncology, 5thedition, Halperin, E. C., Perez, C A and Brady, L W. Lippincott Willimas& Wilkins, 2008, 423-475.

Subir Nag, Granger, R Scruggs, Clincal Aspects and Applications of High Dose Rate Brachytherapy. Principles and Practice of Radiation Oncology, 5thedition, Halperin, E. C., Perez, C A and Brady, L W. Lippincott Willimas& Wilkins, 2008, 560-582.

Hall EJ, Giaccia AJ. Radiobiology for the Radiologists. McAllister L, editor. 6th, 5-521. 2006. Philadelphia, Lippincott Williams & Wilkins

Powathil GG, Adamson DJ, Chaplain MA. Towards predicting the response of a solid tumour to chemotherapy and radiotherapy treatments: clinical insights from a computational model. PLoS.Comput.Biol. 9[7], e1003120. 2013.

Andrade LM, Geraldo JM, Gonçalves OX, Leite MTT, Catarina AM, Guimarães MM et al. Nucleoplasmic Calcium Buffering Sensitizes Human Squamous Cell Carcinoma to Anticancer Therapy. J Cancer SciTher 4[5], 131-139. 25-5-2012.

Andrade LM, Campos TPR, Leite MF, Goes AM. In vitro response of the human breast cancer cell line MDAMB-231 and human peripheral blood mononuclear cells exposed to 60Co at single fraction. Brazilian Archives of Biology and Technology 48[2], 205-213. 24-10-2005.

Tesei A, Sarnelli A, Arienti C, Menghi E, Medri L, Gabucci E et al. In vitro irradiation system for radiobiological experiments. Radiat.Oncol. 8[1], 257. 1-11-2013.

Cancer Manag Res. 2015; 7: 199–211. Published online 2015 Jul 16. doi: 10.2147/CMAR.S46042 PMCID: PMC4507789. Review of advanced catheter technologies in radiation oncology brachytherapy procedures Jun Zhou, Leonid Zamdborg, and Evelyn Sebastian.

J Radiat Res. 2013 Jan; 54(1): 1–17. Published online 2012 Nov 23. doi: 10.1093/jrr/rrs103 PMCID: PMC3534285 High dose rate brachytherapy for oral cancer Hideya YamazakI, Ken Yoshida, Yasuo Yoshioka, Kimishige Shimizutani, Souhei Furukawa, Masahiko Koizumi, and Kazuhiko Ogawa.

Dose Calculation for Photon-Emitting Brachytherapy Sources with Average Energy Higher than 50 keV. Full Report of the AAPM and ESTRO. Report 229 (2012).

S. Raina, J. S. Avadhani, M. Oh, H. K. Malhotra, W. Jaggernauth, M. R. Kuettel, and M. B. Podgorsak. “Quantifying IOHDR brachytherapy underdosage resulting from an incomplete scatter environment.” Int JRadiatOncolBiol Phys 61(5):1582–1586 (2005).

J. A. Raffi, S. D. Davis, C. G. Hammer, J. A. Micka, K. A. Kunugi, J. E. Musgrove, et. all. “Determination of exit skin dose for 192Ir intracavitary accelerated partial breastirradiation with thermoluminescent dosimeters.” Med Phys 37(6):2693–2702 (2010).

Nath R., Anderson L. L., Luxton G., Weaver K. A., Williamson J. F., Meigooni A. S. Dosimetry of interstitial brachytherapy sources: Recommendations of the AAPM Radiation Therapy Committee Task Group No. 43; Medical Physics 22, 209-234 (1995).

M.A. Gadhi, S.A. Buzdar, M. Afzal, Sh. Fatmi, M.S. Akhtar, A.H. Nizamani. Calibration of iridium-192 source by ionization chamber for high dose rate brachytherapy. Int. J. Radiat. Res., 11(3): 189-193 (2013).

Quality assurance for high dose rate brachytherapy treatment planning optimization: using a simple optimization to verify a complex optimization Christopher L Deufel and Keith M Furutani. Published 17 January 2014 • 2014 Institute of Physics and Engineering in Medicine Physics in Medicine and Biology, Volume 59, Number 3

Recent developments and best practice in brachytherapy treatment planning C D LEE, MSc, MIPEM Physics Department, Clatterbridge Cancer Centre, Bebington, Wirral, UK. Br J Radiol. September 2014; 87(1041): 20140146. Published online 2014 Jul 23. doi: 10.1259/bjr.20140146

Absorbed Dose Determination in External Beam Radiotherapy. TECHNICAL REPORTS SERIES No. 398. International Atomic Energy Agency, Vienna, 2000.

Published

2017-05-25

How to Cite

Geraldo, J. M., Trindade, C., Nogueira, L. B., Andrade, L., Furtado, C., & Ladeira, L. O. (2017). Proposta de um modelo de braquiterapia de alta taxa de dose para estudos de radiobiologia in vitro. Brazilian Journal of Medical Physics, 10(3), 11–16. https://doi.org/10.29384/rbfm.2016.v10.n3.p11-16

Issue

Section

Artigo Original

Most read articles by the same author(s)