Апробация схем гаммаи нейтронного воздействий в опытах in vivo основана на полученных нами ранее данных о синергическом взаимодействии двух излучений различного качества. Источником нейтронов служил портативный импульсный генератор ИНГ-031. Номинальная энергия нейтронного излучения – 14,1 МэВ, интенсивность потока нейтронов – до 610 9 н/с, длительность импульсов – 1 мкс. Схемы сочетанного нейтронного и гамма-облучений были апробированы (отдельные клинические случаи) на 18 мелких домашних животных (14 собаках и 4 кошках в возрасте от 4 до 18 лет) со злокачественными опухолями. Животных облучали 2 раза в неделю, по 4-6 сеансов за курс. В течение каждого сеанса облучение проводили сначала -излучением, затем нейтронами с интервалом между воздействиями 15 мин. Разовая очаговая доза -облучения составляла 5-8 Гр, нейтронов – 1,0-1,4 Гр. Вклад нейтронов в суммарную очаговую дозу (СОД) облучения с учётом коэффициента ОБЭ (2,5) составлял от 25 до 40%. Значения СОД варьировали от 10,5 до 48,0 Гр-экв. После курса гамма-нейтронной терапии у 58% животных была достигнута полная и у 16% – частичная регрессия опухоли. Уменьшение размера опухоли в 1,5-3 раза и улучшение общего состояния животных отмечали уже после 3-4 сеансов облучения. Реакции нормальных тканей, попадающих в поле облучения, у животных с полной или частичной регрессией опухоли были незначительными. Результаты предварительных исследований свидетельствуют о возможности разработки медицинской технологии сочетанной гамма-нейтронной терапии с использованием портативных генераторов нейтронов и перспективности её внедрения в клиническую практику.
Проведено изучение влияния ингибитора NO-синтаз из класса N-ацил-S-алкил-замещенных изотиомочевин соединения Т1023 при однократном введении в дозе 75 мг/кг на рост перевиваемой саркомы крыс М-1 и развитие острых лучевых реакций кожи при локальном воздействии -излучения в дозах 32 и 36 Гр. Результаты исследований показали, что Т1023 при однократном введении не влияло на рост саркомы, не модифицировало радиочувствительность опухоли и противоопухолевую эффективность -излучения. Вместе с тем, при обеих дозах облучения соединение Т1023 достоверно снижало тяжесть острых лучевых реакций кожи. Ингибитор NOS не изменял течение воспалительных и регенераторных процессов, но существенно ограничивал степень лучевой альтерации глубоких слоев кожи и подлежащих тканей. Полученные данные свидетельствуют, что гипоксический механизм противоопухолевого действия Т1023 позволяет этому соединению в значительной мере селективно защищать немалигнизированные ткани при лучевой терапии солидных новообразований. В этой связи это соединение можно рассматривать как перспективную основу для разработки фармакологических средств профилактики осложнений радиотерапии.
The technology of solid-state modification of hyaluronic acid with sodium decahydroborate by deformation in Bridgman anvils has been developed. The deformation was carried out at a pressure of 1 GPa and a rotation angle of 500 degrees. The structure of obtained complexes has been studied. According to the Raman and infrared spectroscopy data, hyaluronic acid and polyborates are capable of forming a network of cyclic polychelate complexes with hyaluronic acid as polydentate ligands. The distribution of hyaluronic acid-based boron compound in organs and tissues in mice with melanoma B-16 has been studied after single intratumor administration. The maximum boron content in tumor was observed 15 min after drug administration, but decreased two times already in 1 h and more than 5 times in 3 h upon administration. The optimum time for BNCT session is 30 min after compound administration, when boron concentration in tumor is greater than 30 μg/g and exceeds that in the surrounding tissues. During this time, the tumor/muscle and tumor/blood concentration ratios were 3 and 5, respectively. The first stage of investigation shows that the proposed compound is non-toxic and has good prospects for use in BNCT.
The effectiveness of fractionated exposure to gamma- and neutron radiation in their separate and combined use on the growth and functional morphology of mutant p53 sarcoma M-1 in rats was studied. Investigation techniques included immunostaining of PCNA and mutant p53 expressing cells, determination of mitotic activity and apoptotic death of tumor cells, as well as computer analysis of microscopic images. The antitumor efficacy of different types of radiation is shown to be determined by different levels of apoptosis induction, reduced proliferation and cellularity. Neutron radiation of the impulse generator has a marked damaging effect on the vasculature and the development of tumor necrosis. Fractionated irradiation at equal daily doses led to the decrease in the relative effectiveness of radio-inactivation of tumor cells. After 9 fractions of irradiation, the calculated value of the RBE of fast neutrons normalized to the input dose of 1 Gy by the coefficient of tumor growth inhibition, a reduced proliferative activity of PCNA and induced apoptosis of tumor cells was 3.4, 3.7 and 3.1, respectively. In the mode of daily superfractionation with splitting the dose in two fractions, the effectiveness of the combined exposure corresponded to the additive effect of gamma- and neutron radiation with a tendency toward synergism. There are reasons to believe that high resistance of sarcoma M-1 to the ionizing radiation impact is due not only to a fraction of hypoxic cells, but also the mutant status of p53 gene.
Biological action of simultaneous irradiation by neutrons with energy 14 MeV and 60Co gamma-rays with different high-LET component contribution to the total dose have been studied. Compact generator ING-031 (3Н(d,n)4Не) was used as neutron source. Irradiation efficacy was estimated with melanoma B-16 clonogenic assay. It is shown that simultaneous exposure of neutrons and photons is more effective in case of 30 % neutron contribution. At 15 and 3 % values of this parameter cell survival was lower than theoretical values calculated in accordance with independent action of these radiations synergism was observed. Neutron contribution increase to 45 % resulted in decrease of the effect to additivity.
The effect of pulse (10, 50, 75 Hz) and continuous radiation of 14 MeV neutrons in 0.5-5 Gy dose range on melanoma B-16 cells clonogenic growth was studied. Obtained results show no difference in biological effectiveness of pulse radiation of different frequencies. Clonogenic assay of murine melanoma B-16 cells did not show a difference between effects of pulse and continuous radiation modes within studied dose range.