oncotomskСибирский онкологический журналSiberian journal of oncology1814-48612312-3168Tomsk National Research Medical Сепtеr of the Russian Academy of Sciencesoncotomsk-271Research ArticleЛАБОРАТОРНЫЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯLABORATORY AND EXPERIMENTAL STUDIESВЛИЯНИЕ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА КЛЕТКИ ОПУХОЛИ И КОСТНОГО МОЗГА МЫШЕЙEFFECT OF PULSE PERIODIC X-RAYS ON TUMOR AND BONE MARROW CELLS OF MICEБулдаковМ. А.BuldakovМ. А.

634050, г. Томск, пер. Кооперативный, 5

5, Kooperativny Street, 634050-Tomsk

buldakov@oncology.tomsk.ruЛитвяковН. В.LitvyakovN. V.

634050, г. Томск, пер. Кооперативный, 5

5, Kooperativny Street, 634050-Tomsk

buldakov@oncology.tomsk.ruКлимовИ. А.KlimovI. А.buldakov@oncology.tomsk.ruКутенковО. П.KutenkovО. P.МельниковА. А.MelnikovА. А.buldakov@oncology.tomsk.ruБольшаковМ. А.BolshakovМ. А.

634050, г. Томск, пер. Кооперативный, 5

5, Kooperativny Street, 634050-Tomsk

РостовВ. В.RostovV. V.

634050, г. Томск, пер. Кооперативный, 5

5, Kooperativny Street, 634050-Tomsk

чердынцеваН. В.CherdyntsevaN. V.

634050, г. Томск, пер. Кооперативный, 5

5, Kooperativny Street, 634050-Tomsk

buldakov@oncology.tomsk.ruТомский НИИ онкологии Томский государственный университетРоссияTomsk Cancer Research Institute Tomsk State University, TomskRussian FederationТомский НИИ онкологииРоссияTomsk Cancer Research InstituteRussian FederationИнститут сильноточной электроники СО РАН, г. Томск Томский государственный университетРоссияInstitute of High-Current Electronics, Siberian Division, Russian Academy of Sciences, Tomsk Tomsk State University, TomskRussian Federation201427022016053438Copyright © Булдаков М.А., Литвяков Н.В., Климов И.А., Кутенков О.П., Мельников А.А., Большаков М.А., Ростов В.В., чердынцева Н.В., 20162016Булдаков М.А., Литвяков Н.В., Климов И.А., Кутенков О.П., Мельников А.А., Большаков М.А., Ростов В.В., чердынцева Н.В.Buldakov М.А., Litvyakov N.V., Klimov I.А., Kutenkov О.P., Melnikov А.А., Bolshakov М.А., Rostov V.V., Cherdyntseva N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.siboncoj.ru/jour/article/view/271

Представлены результаты изучения влияния импульсно-периодического рентгеновского излучения (ИПРИ), генерируемого уникальным источником «Синус-150» (Институт сильноточной электроники СО РАН, г. Томск), на опухолевые и нормальные клетки. Изучали хромосомные аберрации (метафазный анализ) клеток костного мозга мышей, облученных ИПРИ в режимах, обеспечивающих противоопухолевый эффект. На культурах клеток карциномы Льюис, облученных ИПРИ, оценивали уровень апоптоза клеток и клеток с высоким содержанием активных форм кислорода (АФК) методом проточной цитофлуориметрии (FACSCantoII, BD). При локальном облучении ИПРИ in vivo в режимах, вызывающих противоопухолевый эффект, наблюдается умеренное увеличение аберраций в хромосомах клеток костного мозга мышей. ИПРИ индуцирует процесс апоптотической гибели в клетках карциномы легких Льюис in vitro за счет продукции АФК. При этом в диапазоне 0,2–1,0 Гр не отмечается зависимости эффекта от дозы облучения. Полученные данные свидетельствуют о перспективности дальнейших исследований для обоснования использования ИПРИ в терапии опухолей.

The results of the effect of pulse-periodic X-ray exposure (PPXE) generated by Sinus-150 accelerator on tumor and normal cells of mice have been presented. Chromosomal aberrations (metaphase analysis) of bone marrow cells were studied. Using the cultured Lewis lung carcinoma cell lines, the level of apoptotic cells and cells with high concentration of active oxygen forms (AOF) was assessed by the flow cytofluorometry analysis (FACSCantoII, BD). In vivo X-ray radiation in the pulse-periodic mode lead to the moderate increase in chromosomal aberrations of bone marrow cells of mice. PPXE induced apoptotic death in Lewis lung carcinoma cells in vitro due to AOF production. Dose-effect relation was not observed at the irradiation doses 0.2–1.0 Gy. The data obtained show that further studies are necessary to justify the use of PPXE in tumor therapy.

импульсно-периодическое рентгеновское излучениехромосомные аберрацииапоптозкостный мозгэкспериментальные опухолиpulse-periodic X-ray exposurechromosomal aberrationsapoptosisbone marrowexperimental tumorsReferencesБулдаков М.А., Литвяков Н.В., Климов И.А., Кутенков О.П., Большаков М.А., Ростов В.В., Чердынцева Н.В. Влияние низкодозового импульсно-периодического рентгеновского излучения на рост и метастазирование карциномы легких Льюис // Сибирский онкологический журнал. 2011. № 6. С. 47–51.Buldakov M.A., Litvjakov N.V., Klimov I.A., Kutenkov O.P., Bol’shakov M.A., Rostov V.V., Cherdynceva N.V. Low-dose repetitivelypulsed X-ray influence on lewis lung carcinoma growth and metastasis // Sibirskij onkologicheskij zhurnal. 2011. № 6. P. 47–51. [in Russian]Васильев С.А., Беленко А.А., Кутенков О.П., Большаков М.А., Лебедев И.Н., Ростов В.В. Различия эффектов импульсно- периодического рентгеновского излучения в опухолевых клетках линии MOLT-4 и лимфоцитах периферической крови человека // Сибирский онкологический журнал. 2013. № 2. С. 45–49.Vasil'ev S.A., Belenko A.A., Kutenkov O.P., Bol'shakov M.A., Lebedev I.N., Rostov V.V. Different effects of pulsed X-rays in MOLT-4 cell line and human peripheral blood lymphocytes// Sibirskij onkologicheskij zhurnal. 2013. № 2. P. 45–49. [in Russian]ГлазкоТ.Т., Сафонова H.A., Бунтова Е.Г., Глазко Г.В.,СозиновA.A. Гетерогенность цитогенетической изменчивости в клетках костного мозга лабораторных и диких грызунов // Цитология и генетика. 1996. Т. 30, № 4. С. 25–34.Glazko T.T., Safonova H.A., Buntova E.G., Glazko G.V., Sozinov A.A. Heterogeneity of cytogenetic aberrations in bone marrow cells of laboratory and wild rodents // Citologija i genetika. 1996. Vol. 30 (4). P. 25–34. [in Russian]Жаркова Л.П., Князева И.Р., Иванов В.В., Большаков М.А., Кутенков О.П., Ростов В.В. Влияние импульсно-периодического рентгеновского и микроволнового излучений на уровень перекисей в изолированных гепатоцитах // Вестник Томского государственного университета. 2010. № 333. С. 161–163.Zharkova L.P., Knjazeva I.R., Ivanov V.V., Bol’shakov M.A., Kutenkov O.P., Rostov V.V. Repetitive pulsed x-ray and microwaves effect on peroxide level in isolated hepatocytes // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. 2010. № 333. P. 161–163. [in Russian]Литвяков Н.В., Ростов В.В., Булдаков М.А., Чердынцева Н.В., Большаков М.А., Афанасьев К.А., Коровин С.Д., Кутенков О.П., Семенов С.Ю. Ингибирование пролиферации опухолевых клеток импульсно-периодическим рентгеновским излучением // Сибирский онкологический журнал. 2006. № 1. С. 24–31.Litvjakov N.V., Rostov V.V., Buldakov M.A., Cherdynceva N.V., Bol’shakov M.A., Afanas’ev K.A., Korovin S.D., Kutenkov O.P., Semenov S.Ju. Inhibition of tumor cell proliferation by pulse-repetitive X-ray irradiation // Sibirskij onkologicheskij zhurnal. 2006. № 1. P. 24–31. [in Russian]Buldakov М.А., Klimov I.А., Kutenkov О.P., Larkovich L.U., Litvyakov N.V., Bolshakov M.A., Cherdyntseva N.V., Rostov V.V. Potential Application of Nanosecond Pulsed X-Ray in Medicine // Rus. Phys. J. 2012. Vol. 55 (10/3). P. 40–43.Buldakov М.А., Klimov I.А., Kutenkov О.P., Larkovich L.U., Litvyakov N.V., Bolshakov M.A., Cherdyntseva N.V., Rostov V.V. Potential Application of Nanosecond Pulsed X-Ray in Medicine // Rus. Phys. J. 2012. Vol. 55 (10/3). P. 40–43.DeFedericis H.C., Patrzyc H.B., Rajecki M.J., Budzinski E.E., Iijima H., Dawidzik J.B., Evans M.S., Greene K.F., Box H.C. Singlet oxygeninduced DNA damage // Radiat. Res. 2006. Vol. 165 (4). P. 445–451.DeFedericis H.C., Patrzyc H.B., Rajecki M.J., Budzinski E.E., Iijima H., Dawidzik J.B., Evans M.S., Greene K.F., Box H.C. Singlet oxygeninduced DNA damage // Radiat. Res. 2006. Vol. 165 (4). P. 445–451.Gorski D.H., Mauceri H.J., Salloum R.M., Halpern A., Seetharam S., Weichselbaum R.R. Prolonged treatment with angiostatin reduces metastatic burden during radiation therapy // Cancer Res. 2003. Vol. 63. P. 308–311.Gorski D.H., Mauceri H.J., Salloum R.M., Halpern A., Seetharam S., Weichselbaum R.R. Prolonged treatment with angiostatin reduces metastatic burden during radiation therapy // Cancer Res. 2003. Vol. 63. P. 308–311.Lee K.B., Lee J.-S., Park J.-W., Huh T.-L., Lee Y.M. Low energy proton beam induces tumor cell apoptosis through reactive oxygen species and activation of caspases // Exp. Mol. Med. 2008. Vol. 40 (1). P. 118–129.Lee K.B., Lee J.-S., Park J.-W., Huh T.-L., Lee Y.M. Low energy proton beam induces tumor cell apoptosis through reactive oxygen species and activation of caspases // Exp. Mol. Med. 2008. Vol. 40 (1). P. 118–129.Noda A., Hirai Y., Hamasaki K., Nakamura N., Kodama Y. Unrepairable DNA double-strand breaks that are generated by ionizing radiation determine the fate of normal human cells // J. Cell Sci. 2012. Vol. 125. P. 5280–5287. doi: 10.1242/jcs.101006.Noda A., Hirai Y., Hamasaki K., Nakamura N., Kodama Y. Unrepairable DNA double-strand breaks that are generated by ionizing radiation determine the fate of normal human cells // J. Cell Sci. 2012. Vol. 125. P. 5280–5287. doi: 10.1242/jcs.101006.Pernot E., Hall J., Baatout S., Benotmane M.A., Blanchardon E., Bouffler S., El Saghire H., Gomolka M., Guertler A., Harms-Ringdahl M., Jeggo P., Kreuzer M., Laurier D., Lindholm C., Mkacher R., Quintens R., Rothkamm K., Sabatier L., Tapio S., de Vathaire F., Cardis E. Ionizing radiation biomarkers for potential use in epidemiological studies // Mutat. Res. 2012. Vol. 751 (2). P. 258–286. doi: 10.1016/j.mrrev.2012.05.003.Pernot E., Hall J., Baatout S., Benotmane M.A., Blanchardon E., Bouffler S., El Saghire H., Gomolka M., Guertler A., Harms-Ringdahl M., Jeggo P., Kreuzer M., Laurier D., Lindholm C., Mkacher R., Quintens R., Rothkamm K., Sabatier L., Tapio S., de Vathaire F., Cardis E. Ionizing radiation biomarkers for potential use in epidemiological studies // Mutat. Res. 2012. Vol. 751 (2). P. 258–286. doi: 10.1016/j.mrrev.2012.05.003.Rithidech K.N., Udomtanakunchai C., Honikel L.M., Whorton E.B. No Evidence for the in vivo induction of genomic instability by low doses of CS gamma rays in bone marrow cells of BALB/CJ and C57BL/6J Mice // Dose Response. 2012. Vol. 10 (1). P. 11–36. doi: 10.2203/doseresponse.11-002.Rithidech.Rithidech K.N., Udomtanakunchai C., Honikel L.M., Whorton E.B. No Evidence for the in vivo induction of genomic instability by low doses of CS gamma rays in bone marrow cells of BALB/CJ and C57BL/6J Mice // Dose Response. 2012. Vol. 10 (1). P. 11–36. doi: 10.2203/doseresponse.11-002.Rithidech.Schmid T.E., Dollinger G., Hable V., Greubel C., Zlobinskaya O., Michalski D., Auer S., Friedl A.A., Schmid E., Molls M., Röper B. The effectiveness of 20 mev protons at nanosecond pulse lengths in producing chromosome aberrations in human-hamster hybrid cells // Radiat. Res. 2011. Vol. 175 (6). P. 719–727. doi: 10.1667/RR2465.1.Schmid T.E., Dollinger G., Hable V., Greubel C., Zlobinskaya O., Michalski D., Auer S., Friedl A.A., Schmid E., Molls M., Röper B. The effectiveness of 20 mev protons at nanosecond pulse lengths in producing chromosome aberrations in human-hamster hybrid cells // Radiat. Res. 2011. Vol. 175 (6). P. 719–727. doi: 10.1667/RR2465.1.Valerie K., Yacoub A., Hagan M.P., Curiel D.T., Fisher P.B., Grant S., Dent P. Radiation-induced cell signaling: inside-out and outside-in // Mol. Cancer Ther. 2007. Vol. 6 (3). P. 789–801.Valerie K., Yacoub A., Hagan M.P., Curiel D.T., Fisher P.B., Grant S., Dent P. Radiation-induced cell signaling: inside-out and outside-in // Mol. Cancer Ther. 2007. Vol. 6 (3). P. 789–801.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.