доктор медицинских наук, заведующий курсом нейрохирургии, г. Иркутск, 664022, ул. 3 июля, 8;
главный нейрохирург «ОАО РЖД»;
руководитель центра нейрохирургии, г. Иркутск, 664005, ул. Боткина, 102;
заведующий научно-клиническим отделом нейрохирургии, Иркутский научный центр хирургии и травматологии, г. Иркутск, 664003, ул. Борцов Революции, 1;
профессор кафедры травматологии, ортопедии и нейрохирургии, Иркутская государственная медицинская академия последипломного образования
MD, DSc, Head Neurosurgery Department, 8, 3 Iyulya Street, 664022-Irkutsk;
Head of Neurosurgery Center of Road Clinical Hospital, 10, Botkina Street, 664005-Irkutsk;
Head of Neurosurgery Department, 1, Bortsov Revolutsii Street, 664003-Irkutsk;
Professor of the Department of Traumatology, Orthopedics and Neurosurgery of Irkutsk State Medical Academy of Postgraduate Education
кандидат биологических наук, заведующий ЦКП «SPF»-виварий, г. Новосибирск, 630090, просп. ак. Лаврентьева, 104;
старший научный сотрудник лаборатории МБП БНЗТ, г. Новосибирск, 630090, ул. Пирогова, 1
PhD, Head of Center for Collective Usage «SPF»- vivarium, 10, Lavrentiev Avenue, 630090-Novosibirsk;
Senior Researcher, Laboratory of Medical and Biological Problems of Boron Neutron Capture Therapy, 2, Pirogov St., 630090-Novosibirsk
кандидат медицинских наук, доцент, заведующий лабораторией МБП БНЗТ,
г. Новосибирск, 630090, ул. Пирогова, 1
PhD, Head of Laboratory of Medical and Biological Problems of Boron Neutron Capture Therapy,
2, Pirogov St., 630090-Novosibirsk
аспирант кафедры нейрохирургии, г. Иркутск, 664022, ул. 3 июля, 8;
младший научный сотрудник лаборатории МБП БНЗТ, г. Новосибирск, 630090, ул. Пирогова, 1
MD, Postgraduate, Neurosurgery Department, 8, 3 Iyulya Street, 664022-Irkutsk;
Junior Researcher, Laboratory of Medical and Biological Problems of Boron Neutron Capture Therapy, 2, Pirogov St., 630090-Novosibirsk
аспирант кафедры нейрохирургии, г. Иркутск, 664022, ул. 3 июля, 8
младший научный сотрудник лаборатории МБП БНЗТ, г. Новосибирск, 630090, ул. Пирогова, 1
Postgraduate, Neurosurgery Department, 8, 3 Iyulya Street, 664022-Irkutsk;
Junior Research Associate, Laboratory of Medical and Biological Problems of Boron Neutron Capture Therapy, 2, Pirogov St., 630090-Novosibirsk
доктор биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярных механизмов патологических процессов, г. Новосибирск, 630090, просп. ак. Лаврентьева, 104;
старший научный сотрудник лаборатории МБП БНЗТ, г. Новосибирск, 630090, ул. Пирогова, 1
DSc, Senior Research Associate, Laboratory of Molecular Mechanisms of Pathological Processes, 10, Lavrentiev Avenue, 630090-Novosibirsk;
Senior Research Associate, Laboratory of Medical and Biological Problems of Boron Neutron Capture Therapy, 2, Pirogov St., 630090-Novosibirsk
инженер-исследователь лаборатории БНЗТ,
г. Новосибирск, 630090, ул. Пирогова, 1;
г. Новосибирск, 630090, просп. ак. Лаврентьева, 11
Experimental Engineer, Laboratory Boron Neutron Capture Therapy, Budker Institute of Nuclear Physics SB RAS,
2, Pirogov St., 630090-Novosibirsk;
10, Lavrentiev Ave., 630090-Novosibirsk
доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник,
г. Новосибирск, 630090, ул. Пирогова, 1;
г. Новосибирск, 630090, просп. ак. Лаврентьева, 11
DSc, Leading Research Associate, Laboratory Boron Neutron Capture Therapy, Budker Institute of Nuclear Physics SB RAS,
2, Pirogov St., 630090-Novosibirsk;
10, Lavrentiev Ave., 630090-Novosibirsk
Бор-нейтронозахватная терапия (БНЗТ) – экспериментальный метод лучевой терапии, основанный на селективном повреждении клеток злокачественных опухолей за счет реакции между изотопом бор-10 и нейтроном. Клинические исследования на ядерных реакторах доказали эффективность данного вида терапии для пациентов с глиомами высокой степени злокачественности. Считается, что широкое внедрение методики в клиническую практику обеспечит компактные источники нейтронов на основе ускорителей заряженных частиц. Во всем мире ведется активная разработка новых ускорительных источников нейтронов, в том числе и в России: в Институте ядерной физики СО РАН был предложен и создан такой источник, на котором в настоящее время проводят доклинические испытания БНЗТ.
Цель исследования – определить цитопатические эффекты БНЗТ на ускорителе эпитепловых нейронов для культуры клетки глиобластомы человека U87 и выбрать концентрацию препаратов бора, не оказывающую токсического влияния на клетки до облучения in vitro.
Материал и методы. Клетки линии U87 инкубировали с борфенилаланином (BPA) и боркаптатом (BSH) в течение 1, 2 и 10 сут в различных концентрациях. Оценку цитопатических эффектов препаратов бора проводили с помощью МТТ-теста и клоногенного теста. Эффективность БНЗТ на клеточной линии U87 определяли на основании клоногенного теста.
Результаты. МТТ-тест показал снижение выживаемости клеток при концентрации изотопа бора-10 в среде 160 мкг/мл через 48 ч и 640 мкг/мл через 24 ч инкубации для BPA. Цитопатические эффекты BSH проявляются при концентрации бора 80 мкг/мл после 48-часовой инкубации, а доля выживших клеток снижается до 89 % по сравнению с контролем. Согласно клоногенному тесту, цитотоксические эффекты препаратов BSH и BPA при концентрации бора в среде 40 мкг/мл составили 79,6 и 84 % соответственно. При облучении клеток эпитепловыми нейтронами в присутствии BPA доля выживших клеток составила 18 ± 2 %, в присутствии BSH – 13 ± 2 %. Гибель клеток без препаратов бора обусловлена упругим рассеянием нейтронов, ядерными реакциями поглощения тепловых нейтронов водородом и азотом и сопутствующим γ-излучением.
Заключение. Проведенное исследование наглядно показало уменьшение доли выживших клеток линии U87 после БНЗТ на ускорительном источнике эпитепловых нейтронов в ИЯФ СО РАН в присутствии препаратов BSH и BPA, обогащенных изотопом 10В.
Boron neutron capture therapy (BNCT) is a targeted therapy based on a selective damage to cancer cells due to the interaction between boron-10 isotope and neutron. Reactor-based BNCT has been found to be effective in the treatment of high-grade gliomas. It is believed that compact accelerator-based neutron sources will ensure widespread adoption of the technique in clinical practice. New accelerator-based neutron sources are being actively developed all over the world. At the Institute of Nuclear Physics (Russia), the accelerator-based neutron source was developed for pre-clinical studies of BNCT.
Purpose: to determine the cytopathic effects of accelerator-based BNCT on the human U87-glioblastoma cell line and to select a concentration of boron drugs that do not have a toxic effect on the cells before irradiation in vitro.
Material and Methods. To assess the cytopathic effects (MTT test and colony-forming assay) of various concentrations of boron-containing drugs, U87 cells were incubated with boronophenylalanine (BPA) and sodium borocaptate (BSH) for 1, 2 and 10 days. The effect of BNCT on the U87 cell line was determined using colony-forming assay.
Results. The MTT test showed a decrease in cell survival at a boron-10 isotope concentration of 160 μg/ml after 48 hours and 640 μg/ml after 24 hours of incubation for BPA. The cytopathic effects for sodium BSH appeared at a boron concentration of 80 µg / ml after 48 hours of incubation, and survival fraction of cells was reduced to 89 % compared to the control. According to the colonyforming assay, the cytotoxic effects of BSH and BPA at a boron concentration of 40 µg/ml in the medium were 79.6 and 84 %, respectively. The proportions of surviving cells were 18 ± 2 % and 13 ± 2 % after epithermal neutron irradiation in the presence of boronophenylalanine and in the presence of sodium borocaptate, respectively. Cell death without boron drugs occurred due to the neutron elastic scattering, nuclear reactions of thermal neutron capture by hydrogen and nitrogen, and accompanying gamma radiation.
Conclusion. The study clearly showed a decrease in the proportion of surviving U87 cells after accelerator-based BNCT in the presence of 10B-enriched BSH and BPA.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.