Name: שימוש במאיץ ליניארי לניהול ניסויים רדיוביולוגיה ביולוגיה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-05-26T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 8 s
Description: למדו כיצד להשתמש במאיץ ליניארי קליני להערכת השפעות קרינה על תאי סרטן, כולל תאי גזע סרטניים ותרביות תאים דביקות. שיטה זו מאפשרת חקר מנות קרינה קליניות רלוונטיות במחקר אונקולוגי.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

אנו מודים למחלקת הקליניקה לאונקולוגיה בקליבלנד לשימוש במאיצים הליניארי. אנו מודים לד ר ג'רמי ריץ ' על מתנתו הנדיבה של תאים מגזע glioma. מחקר זה נתמך על ידי מרפאת קליבלנד.

1. הכנה תאית לתרבות התא ההשעיה
<ol><li>תרבות glioma גזע כמו תאים בתוך מדיה תרבות תא גזע בערך 5 x 106 תא/10 ס"מ לוחות בחממה תרבות התא עם 5% CO2, 95% לחות יחסית ב 37 ° c. הערה: תנאי תרבות התא זהה לאורך כל ההליכים. המדיה שבשימוש בפרוטוקול היא מדיה מלאה.</li>
	<li>יומיים לפני הקרנה מתוזמנת, לאסוף בתאי גזע glioma מלוחית התרבות עם צינור 5 מ ל סטרילי לתוך שפופרת צנטריפוגה 15 מ ל בשכונה תרבות.</li>
	<li>צנטריפוגה את התאים שנאספו ב 200 x g עבור 3 דקות בצנטריפוגה הדלפק.</li>
	<li>השמט את הסופרנטאנט ועכל את הגלולה הסלולרית (כ-1 x 107 תאים) עם 1 מ ל טריפסין-edta בטמפרטורת החדר למשך 5 דקות כדי ליצור תא הבולם היחיד בטריפסין-edta. לנער בעדינות את החלק התחתון של צינורית צנטריפוגה כל 2 דקות במהלך העיכול כדי לוודא את התאים מתעכל ביסודיות.</li>
	<li>הוסיפו 3 מ ל של מדיית תרבות תאי גזע (ראו את טבלת החומרים) כדי להרוות טריפסין. צנטריפוגה את התאים שנאספו ב 200 x g עבור 3 דקות בצנטריפוגה העליון הדלפק. למחוק את הסופרנטאנט ולשמור את הגלולה התא.</li>
	<li>השהה מחדש את התאים עם 5 מ ל של מדיית תרבות התאים וספור את התאים באמצעות הומוציטומטר.</li>
	<li>צלחת 5 x 106 תאים ב2 10 ס"מ לוחות המכילים 10 מ ל של מדיה תרבות התא.</li>
	<li>ממש לפני ההקרנה המתוכננת, לאסוף את התאים ולהיפטר supernatant לאחר צנטריפוגה כפי שמתואר בשלב 1.3. השהה מחדש את הגלולה הסלולרית עם 5 מ ל של מדיית תרבות התא. העבר 1 mL של השעיית התא לתוך צלחת 35 מ"מ המכיל 2 מ ל של מדיה תרבות התא. הערה: נפח המדיה הכולל הוא 3 מ"ל בלוח 35 מ"מ כדי להפוך את הנוזל 1 ס מ בגובה בצלחת.</li>
	<li>העבר את התאים המוכלים במיכל משני, כגון קופסת פלסטיק או קצף, כדי להפחית את הסיכון להידבקות ולהביא את התאים במיכל למתקן ההקרנה בעגלת השירות.</li>
	<li>הקרין את התאים כמתואר בשלב 4.</li>
</ol>2. הכנה סלולרית לתרבות התא המצורפת
<ol><li>יום אחד לפני הקרנה, במכסה התרבותי של התאים, הסר את מדיית DMEM מלוחית תרבות התא של קו התא המחובר, כגון תאים HEK-293. ניתן לשאוב את התקשורת באמצעות פיפטה פסטר המחובר לוואקום.</li>
	<li>שטוף תאים עם 5 מ ל של PBS סטרילי לצלחת התרבות כדי לשטוף את התקשורת שיורית.</li>
	<li>פיפטה 1 מ ל טריפסין-אדטה לתוך קערת התרבות ולהטות בעדינות את לוחית התרבות כדי לוודא שמנה כולה מכוסה בטריפסין-אדטה.</li>
	<li>טריזיליזציה של תאים בטמפרטורת החדר למשך 5 דקות. כיבוי התגובה טריפסין-EDTA עם 3 מ ל של מדיה DMEM זיכרון ולאסוף תאים עם צינור 5 מ ל לתוך 15 מ ל שפופרת צנטריפוגה במכסה התרבות.</li>
	<li>צנטריפוגה את התאים שנאספו ב 200 x g עבור 3 דקות בצנטריפוגה העליון הדלפק. למחוק את הסופרנטאנט ולשמור את הגלולה התא.</li>
	<li>השהה מחדש את התאים באמצעות 5 מ ל של מדיית DMEM וספור את התאים באמצעות הומוציטומטר.</li>
	<li>צלחת 2 x 105 תאים בצלחת 35 מ"מ באמצעות 3 מ"ל של מדיית תרבות התא לגובה של 1 ס מ של מדיה.</li>
	<li>לאחר 24 שעות של תרבות התא בחממה ב 37 ° c, להעביר את התאים מצופה במיכל משני (כלומר, תיבת קצף מבודדים) למתקן הקרנה על עגלת השירות.</li>
	<li>הקרין תאים כמתואר בשלב 4.</li>
</ol>3. הכנה תאית להכתמים בעקבות הקרנה
<ol><li>הפשרת מטריצה מסחרית של מטריצת חלבון על הקרח ב -4 ° c בלילה. לפני הצינון 200 μL הצינורות ו 1.5 שפופרות צנטריפוגה mL ב 4 ° c בלילה.</li>
	<li>באמצעות מטריצה מעשית מקורר מטריצת חלבון עם טיפים לפני מצוננים ו 1.5 mL שפופרות צנטריפוגה ב 200 μL לכל צינור.</li>
	<li>לדלל 200 μL של מטריצה חלבון ממומנת בטרום מקורר 20 מ ל של מדיית תרבות התא כדי לבצע 1% מדיה מטריצה חלבון מטריתאי.</li>
	<li>המקום שמיכות מעוקר (22 מ"מ x 22 מ"מ) בצלחת 35 מ"מ. מקום 400 μL של 1% מדיה מטריצות חלבון בתוך הכיסויים.</li>
	<li>מניחים את הצלחת 35 מ"מ לתוך חממה לתרבות התא ב 37 ° c עבור 1 h כדי לאפשר מטריצת חלבון מגלותא לפולימולזציה על הכיסויים.</li>
	<li>בעת שימוש בתרבות התא ההשעיה, לבצע השעיה תא בודד כפי שמתואר בשלבים 1.1 כדי 1.5.</li>
	<li>צלחת 5 x 104 תאים על מילוח חלבון מצופה מטריצה מצופים ממוקם בצלחת 35 mm. החזר תאים מצופים לחממה של תרבות התא למשך הלילה כדי להבטיח שהתאים נתמכים על ידי מטריצת החלבון. הנפח הכולל של המדיה בלוח צריך להיות 3 מ ל כדי להפוך את גובה המדיה להגיע 1 ס מ בצלחת התרבות.</li>
	<li>להתבונן בתאים תחת מיקרוסקופ שדה בהיר עם עדשת ההגדלה 10x המטרה. התאים צריכים להתפשט על שמיכות במקום צף. העבר את הצלחת התרבותית עם תאים מצופים למכולה משנית כגון קופסת קצף למתקן ההקרנה בעגלת השירות ומקרין את התאים כמתואר בשלב 4.</li>
	<li>בעת שימוש בתרביות תאים מחוברות (לדוגמה, HEK-293 תאים), לעכל תאים כמתואר בשלבים 2.1 ל2.6. מקום 5 x 104 תאים על שובר כיסוי סטרילי בצלחת 35 מ"מ יום אחד לפני ההקרנה כדי לוודא תאים מחוברים באופן מלא משטח coverslip ידי התבוננות בהם תחת מיקרוסקופ כמו בשלב 3.9. השתמש 3 mL של מדיית DMEM כדי להפוך את הנוזל 1 ס"מ גובה בצלחת.</li>
	<li>לאחר הגדלת תאים על שמיכות לילה או עד יום אחד, להעביר את קערת התרבות עם תאים מצופים במיכל משני למתקן הקרנה. עגלת השירות עשויה לשמש להפחתת הסיכון לניקוז. הקרין תאים כמתואר בשלב 4.</li>
</ol>4. הקרנה עם מאיץ ליניארי (LINAC)
<ol><li>באמצעות תוכנת המסוף של linac, להגדיר את מאיץ גנטרי ו הקולמטר כדי 0 °, לפתוח את הלסתות X ו-Y ל סימטרי 20 X 20 ס מ2 גודל שדה ולבטל את מספרי העלים המרובים (mlcs) אם קיים. הערה: לlinacs יכול להיות מצב חופשי של מסנן שיטוח (FFF), המאפשר שיעורי מינון גבוהים מאוד. כפי שהשם מרמז, קרינה זו אינה אחידה (שטוחה), ושיעור המינון הגבוה מושגת רק במרכז הקרן. במקרה זה משתמשים בשדה 7 x 7 ס מ2 .</li>
	<li>מניחים לפחות 5 ס מ החומר המקבילה של מים על ספת הטיפול. מניחים את הצלחת התא להיות לקרינה ב 400 MU/min (שיעור מינון סטנדרטי) על החומר המקבילה מים ומרכז אותו על הכוונת LINAC.</li>
	<li>מניחים את התאים להיות לקרינה בעומק של מנה מקסימלית 6 MV X-ray קרן, סביב 1.5 ס"מ. מניחים עוד 1 ס מ של מים המקבילה החומר על גבי המנה. בשילוב עם 1 ס מ של בינוני לאורך התאים מושעה, זה מציב את התאים בעומק ממוצע של 1.5 ס מ.</li>
	<li>צרף את המצביע הקדמי לראש ה-LINAC. הארך את המצביע הקדמי עד שהוא ייצור קשר עם פני השטח של חומר ההצטברות ושים לב למרחק. התאימו את גובה הטבלה עד שהמרחק מהמקור למשטח ההצטברות הוא 100 ס מ. הערה: ניתן לאשר את המרחק עם אינדיקטור המרחק האופטי. לחילופין, ניתן להשתמש במחוון המרחק האופטי במקום המצביע הקדמי כדי להגדיר את המקור למשטח הצטברות עד 100 ס מ.</li>
	<li>חשב את המספר המתאים של יחידות הצג (MU) כדי לספק את המינון הרצוי של הקרינה לתאים ולתכנת את המאיץ לספק ב 400 MU/min. הערה: עבור הגדרת המקור אל פני השטח (SSD) ב-LINAC מכויל כדי לספק 1 cGy/MU בעומק המינון המרבי, המספר הנדרש של יחידות הצג מחושב באמצעות מינון MU = (cGy)/(1 cGy/MU)/של (20x20), היכן מעמדים לגורם פלט. יש לשנות חישוב זה עבור LINACs באמצעות הגדרות כיול חלופיות.</li>
	<li>השאר את כספת הטיפול וודא שכל האנשים האחרים יצאו. ולפי שאין תאים אחרים בחדר, או שהם יקבלו מינונים נמוכים של קרינה. . סגור את דלת הכספת</li>
	<li>אשר את גודל השדה, MU ו-MU/מינימום במסוף ולאחר מכן הפעל את הקרן.</li>
	<li>חזור על שלבים 4.3-4.8 עבור התאים הניתנים לקרינה בקצב מינון גבוה יותר או נמוך יותר.<ol>
<li>כדי להשיג שיעורי מינון גבוה יותר (למשל, 2100 MU/min או יותר) עם המאיץ, להקטין את SSD כדי להגדיל את קצב המינון האפקטיבי לתאים לפי החוק הריבועי ההופכי: DoseRateEffective = Doserate * (100 ס"מ/SSD_New)2.</li>
		<li>עבור שיעורי במינון נמוך (למשל, 20 MU/min), להגדיל את המקור למרחק פני השטח (SSD_New) כדי להקטין את קצב המינון. לדוגמה, ניתן להניח את הצלחת תרבות התא על רצפת חדר הטיפולים.</li>
		<li>חשב מחדש את הגדרת יחידת הצג על המאיץ אם יש צורך בכיוונון זה, באמצעות מינון MU = (cGy)/(1 cGy/MU)/של (20x20)/(100 ס"מ/SSD_New)2. לקבלת מידע נוסף על חישובי MU, עיין בסימוכין של מקדרמוט ואורטון18.</li>
	</ol>
</li>
	<li>קבע את קצב המינון ב-Gy/דקה על-ידי DoseRate (Gy/דקות) = מינון (Gy) * (MU/min)/MU. לדוגמה, 4 Gy נמסר ב 400 MU/min דורש 380 MU, כך 4 * 400/380 = 4.2 Gy/min. ראה שולחן 1.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59514/59514fig1.jpg"> איור 1 : הגדרת צלחת תרבות התא על מאיץ ליניארי. (א) מאיץ ליניארי קליני מוצג. (ב) 5 ס מ של חומר שווה מים מונח על ספת הטיפול. (ג) צלחת תרבות התא מונחת על פני השטח של החומר. (ד) התבשיל ממורכז באמצעות כלי האצה בשדה הטיפול המוצג על ידי שדה האור המרובע. (ה) 1 ס מ מים חומר שווה ערך ממוקם על גבי הצלחת תרבות התא. מקור לפני השטח (SSD) נבדק באמצעות מחוון מרחק אופטי (F, G) או מצביע קדמי (H, I). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59514/59514fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.</a>
5. מאמר ביולוגי לאחר הקרנה
<ol><li>לאחר הקרנה, החזר את התאים לחממה של תרבות התא באותו אופן כפי שמתואר לעיל (שלב 1.9, 2.8 ו-3.10).</li>
	<li>בהתאם לצורך, יש להתאים מגוון רחב של שכתוב ביולוגי כדי להשתלב בפרויקט המחקר. הערה: כאן, אנו מציגים ניתוח מחזור תאים מייצג16 כדוגמה לבדיקה ביולוגית בעקבות הקרנה.</li>
</ol>

<ol><li>Stupp, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiotherapy+plus+concomitant+and+adjuvant+temozolomide+for+glioblastoma%5BTitle%5D)+AND+%22The+New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma.</a> The New England Journal of Medicine. 352 (10), 987-996 (2005).</li>
<li>Stupp, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+radiotherapy+with+concomitant+and+adjuvant+temozolomide+versus+radiotherapy+alone+on+survival+in+glioblastoma+in+a+randomised+phase+III+study%3A+5-year+analysis+of+the+EORTC-NCIC+trial%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet+Oncology%22%5BJournal%5D)">Effects of radiotherapy with concomitant and adjuvant temozolomide versus radiotherapy alone on survival in glioblastoma in a randomised phase III study: 5-year analysis of the EORTC-NCIC trial.</a> The Lancet Oncology. 10 (5), 459-466 (2009).</li>
<li>Tao, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypoxia+imaging+in+upper+gastrointestinal+tumors+and+application+to+radiation+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Gastrointestinal+Oncology%22%5BJournal%5D)">Hypoxia imaging in upper gastrointestinal tumors and application to radiation therapy.</a> Journal of Gastrointestinal Oncology. 9 (6), 1044-1053 (2018).</li>
<li>Gajiwala, S., Torgeson, A., Garrido-Laguna, I., Kinsey, C., Lloyd, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combination+immunotherapy+and+radiation+therapy+strategies+for+pancreatic+cancer-targeting+multiple+steps+in+the+cancer+immunity+cycle%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Gastrointestinal+Oncology%22%5BJournal%5D)">Combination immunotherapy and radiation therapy strategies for pancreatic cancer-targeting multiple steps in the cancer immunity cycle.</a> Journal of Gastrointestinal Oncology. 9 (6), 1014-1026 (2018).</li>
<li>Liney, G. P., Whelan, B., Oborn, B., Barton, M., Keall, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI-Linear+accelerator+raiotherapy+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Oncology+Journal+%7C+The+Royal+College+of+Radiologists%22%5BJournal%5D)">MRI-Linear accelerator raiotherapy systems.</a> Clinical Oncology Journal | The Royal College of Radiologists. 30 (11), 686-691 (2018).</li>
<li>Hall, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiation+dose-rate%3A+a+factor+of+importance+in+radiobiology+and+radiotherapy%5BTitle%5D)+AND+%22The+British+Journal+of+Radiology%22%5BJournal%5D)">Radiation dose-rate: a factor of importance in radiobiology and radiotherapy.</a> The British Journal of Radiology. 45 (530), 81-97 (1972).</li>
<li>Steel, G. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+dose-rate+effect+in+human+tumour+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Radiotherapy+%26+Oncology%22%5BJournal%5D)">The dose-rate effect in human tumour cells.</a> Radiotherapy & Oncology. 9 (4), 299-310 (1987).</li>
<li>Ling, C. C., Gerweck, L. E., Zaider, M., Yorke, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dose-rate+effects+in+external+beam+radiotherapy+redux%5BTitle%5D)+AND+%22Radiotherapy+%26+Oncology%22%5BJournal%5D)">Dose-rate effects in external beam radiotherapy redux.</a> Radiotherapy & Oncology. 95 (3), 261-268 (2010).</li>
<li>Castro, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amotosalen%2FUVA+treatment+inactivates+T+cells+more+effectively+than+the+recommended+gammadose+for+prevention+of+transfusion-associated+graft-versus-host+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Transfusion%22%5BJournal%5D)">Amotosalen/UVA treatment inactivates T cells more effectively than the recommended gammadose for prevention of transfusion-associated graft-versus-host disease.</a> Transfusion. 58 (6), 1506-1515 (2018).</li>
<li>Gaddini, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exposing+primary+rat+retina+cell+cultures+to+%CE%B3-rays%3A+An+in+vitro+model+for+evaluating+radiation+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">Exposing primary rat retina cell cultures to γ-rays: An in vitro model for evaluating radiation responses.</a> Experimental Eye Research. 166, 21-28 (2018).</li>
<li>Simara, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DNA+double-strand+breaks+in+human+induced+pluripotent+stem+cell+reprogramming+and+long-term+in+vitro+culturing%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Research+%26+Therapy%22%5BJournal%5D)">DNA double-strand breaks in human induced pluripotent stem cell reprogramming and long-term in vitro culturing.</a> Stem Cell Research & Therapy. 8 (1), 73(2017).</li>
<li>Wang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+the+biological+effects+of+125I+seeds+continuous+low-dose-rate+radiation+and+60Co+high-dose-rate+gamma+radiation+on+non-small+cell+lung+cancer+cells%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">A comparison of the biological effects of 125I seeds continuous low-dose-rate radiation and 60Co high-dose-rate gamma radiation on non-small cell lung cancer cells.</a> PLoS One. 10 (8), 0133728(2015).</li>
<li>Lasio, G., Guerrero, M., Goetz, W., Lima, F., Baulch, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+varying+dose-per-pulse+and+average+dose+rate+in+X-ray+beam+irradiation+on+cultured+cell+survival%5BTitle%5D)+AND+%22Radiation+and+Environmental+Biophysics%22%5BJournal%5D)">Effect of varying dose-per-pulse and average dose rate in X-ray beam irradiation on cultured cell survival.</a> Radiation and Environmental Biophysics. 53 (4), 671-676 (2014).</li>
<li>Karan, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiobiological+effects+of+altering+dose+rate+in+filter-free+photon+beams%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Radiobiological effects of altering dose rate in filter-free photon beams.</a> Physics in Medicine and Biology. 58 (4), 1075-1082 (2013).</li>
<li>Sarojini, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+combination+of+high+dose+rate+%2810X+FFF%2F2400+MU%2Fmin%2F10+MV+X-rays%29+and+total+low+dose+%280.5+Gy%29+induces+a+higher+rate+of+apoptosis+in+melanoma+cells+in+vitro+and+superior+preservation+of+normal+melanocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Melanoma+Research%22%5BJournal%5D)">A combination of high dose rate (10X FFF/2400 MU/min/10 MV X-rays) and total low dose (0.5 Gy) induces a higher rate of apoptosis in melanoma cells in vitro and superior preservation of normal melanocytes.</a> Melanoma Research. 25 (5), 376-389 (2015).</li>
<li>Hao, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+extra+high+on+glioma+stem-like+cells%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">The effects of extra high on glioma stem-like cells.</a> PLoS One. 13 (8), 0202533(2018).</li>
<li>Liu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiation-induced+G2%2FM+arrest+rarely+occurred+in+glioblastoma+stem-like+cells%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Radiation+Biology%22%5BJournal%5D)">Radiation-induced G2/M arrest rarely occurred in glioblastoma stem-like cells.</a> International Journal of Radiation Biology. 94 (4), 394-402 (2018).</li>
<li>Mcdermott, P., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMcdermott%2C+P+%22The+Physics+and+Technology+of+Radiation+Therapy%22">The Physics and Technology of Radiation Therapy</a>. , Medical Physics Pub Corp. Madison WI. (2010).</li>
<li>Lohse, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+high+dose+per+pulse+flattening+filter-free+beams+on+cancer+cell+survival%5BTitle%5D)+AND+%22Radiotherapy+%26+Oncology%22%5BJournal%5D)">Effect of high dose per pulse flattening filter-free beams on cancer cell survival.</a> Radiotherapy & Oncology. 101 (1), 226-232 (2011).</li>
</ol>

. למחברים אין מה לגלות

הקרנות הוא חלק אינטגרלי של ניהול סרטן. מאמצים שוטפים מבקשים לשפר את היעילות והיעילות של טיפול בקרינה. פיתוחים בטכנולוגיית המאיץ הליניארי סיפקו את ההזדמנות לטפל בחולים בדיוק ובטיחות חסרי תקדים. מכיוון שרוב המטופלים מטופלים עם קרני רנטגן גבוהות ממאיצים ליניארי, מחקרים בוחנים את ההשפעות הביולוגיים של מגוון רחב של שיעורי מינון שבוצעו על מאיצים ליניאריים ניתן להחיל בקלות על חולים. היו כמה דוחות החלת מאיצים ליניאריים למחקר ביולוגיה קרינה, אבל תוצאות מעורבים ומחקרים נוספים נחוצים13,<sup class=...

הקרנות היא טיפול יעיל עבור סוגים רבים של סרטן1,2,3,4. מינון גבוה במיוחד הקרנה היא חדשה יחסית בטיפול בקרינה והיא מתאפשרת על ידי פיתוחים טכנולוגיים אחרונים במאיצים ליניארי5. היתרונות הקליניים של שיעור המינון הגבוה ביותר על פני מינון סטנדרטי הקרנה כוללים זמן טיפול מקוצר וניסיון משופר המטופל. מאיצים לינאריים מספקים גם הגדרה קלינית ללימודי הקרינה המבוססת על תרביות תאים. ההשלכות הביולוגי והתרפויטי של מינון הקרינה ושיעורי המינון מתמקדים בעניין של אונקולוגים קרינה וביולוגים במשך עשורים שלמים6,7,8. אבל, הרדיוביולוגיה של תוספת במינון גבוה הקרנה הקרנה פלאש-שיעור מינון גבוה מאוד של קרינה-יש עדיין נחקר ביסודיות.
קרינת גמא משמשת רבות בביולוגיה רדיואקטיבית של תרבות התאים9,10,11. קרינה מושגת על ידי קרני גמא הנפלטת ממקורות איזוטופ רדיואקטיבי מדעיכה, בדרך כלל צסיום-137. שימוש במקורות רדיואקטיביים הוא מוסדר מאוד לעתים קרובות מוגבל. עם מקור מבוסס הקרנה, זה מאתגר לבדוק מגוון רחב של שיעורי מינון, הגבלת השירות שלה בניתוח של ההשפעות הביולוגית של המינון הקליני השגה שיעור12.
היו מספר מחקרים הממחישים הן את המינון ואת ההשפעות שיעור המינון12,13,14,15,16,17. במחקרים אלה, שימשו הן גמא-הקרנה מאיזוטופים רדיואקטיביים או קרני רנטגן שנוצרו ממאיצים ליניארי. מגוון של קווי תאים המייצגים סרטן ריאות, סרטן צוואר הרחם, גלינובלסטומה, ו מלנומה שימשו. השפעות קרינה על הישרדות התא, מעצר מחזור התא, ואפופטוזיס ונזק DNA הוערכו כמו קריאות12,13,14,15,16,17 . כאן, אנו מתארים שיטה להגדיר את ההשפעות הביולוגי של מינון קליני רלוונטי ושיעורי מינון על ידי אספקת רנטגן מבוסס קרינה באמצעות מאיץ ליניארי. יש לבצע מחקרים אלה בשיתוף פעולה הדוק בין הביולוגיה, אונקולוג הקרינה והפיזיקאי הרפואי.

<table><tbody><tr><td><חזק>חומרי</חזק></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>גליומה תא דמוי גזע 387</td><td></td><td></td><td>מתנה מד"ר ג'רמי ריץ'</td></tr><tr><td>293 תאים</td><td>ATCC</td><td>CRL-1573</td><td></td></tr><tr><td>נוירונים תרבית תאי גזע מדיה תרמו</td><td>פישר מדעי</td><td>21103049</td><td>נוירו-בסיסיTM מדיה</td></tr><tr><td>DMEM</td><td>תרמו פישר מדעי</td><td>10569044</td><td></td></tr><tr><td>סרום בקר עוברי</td><td>תרמו פישר</td><td>16000044</td><td></td></tr><tr><td>פניצילין/סטרפטומיצין</td><td>תרמו פישר סיינטיפיק</td><td>15140-122</td><td></td></tr><tr><td>חלבון EGF אנושי רקומביננטי</td><td>R& D Systems</td><td>236-EG-01M</td><td></td></tr> מו<tr>"פ<td>אנושי רקומביננטי בסיסי</td><td> D Systems</td><td>4114-TC-01M</td><td></td></tr><tr><td>B-27 ומסחר; תוסף</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>17504044</td><td></td></tr><tr><td>נתרן פירובט</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>11360070</td><td></td></tr><tr><td>L-גלוטמין</td><td>תרמו פישר Scientific</td><td>25030164</td><td></td></tr><tr><td>Tripsin-EDTA</td><td>Thermo Fisher</td><td>25200056</td><td></td></tr><tr><td>מטריצת פרוטן חוץ-תאית</td><td>Corning</td><td>354277</td><td>MatrigelTM</td></tr><tr><td>אתנול</td><td>פישר כימי</td><td>A4094</td><td></td></tr><tr><td><חזק>ציוד</חזק></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>10 ס"מ צלחת תרבית תאים</td><td>דנוויל</td><td>T1110</td><td></td></tr><tr><td>3.5 ס"מ צלחת תרבית תאים</td><td>ארה"ב סיינטיפיק בע"מ.</td><td>CC7682-3340</td><td></td></tr><tr><td>22x22 מ"מ כיסוי זכוכית להחליק</td><td>אלקטרונים מיקרוסקופיה מדעי</td><td>72210-10</td><td></td></tr><tr><td>15 מ"ל צינור צנטריפוגה</td><td>תומאס סיינטיפיק</td><td>1159M36</td><td></td></tr><tr><td>50 מ"ל צינור צנטריפוגה</td><td>תומאס סיינטיפיק</td><td>1158R10</td><td></td></tr><tr><td>5 מ"ל פיפטה</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>14-955-233</td><td></td></tr><tr><td>פיפט סייד</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>13-681-06</td><td></td></tr><tr><td>מערבל מערבולת</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>02-215-414</td><td></td></tr><tr><td>צנטריפוגה</td><td>Eppendorf</td><td>5810R</td><td></td></tr><tr><td>מאיץ ליניארי</td><td>Varian</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>חומר שווה ערך למים</td><td>Sun Nuclear Corporation</td><td>557</td><td>מים מוצקיםTM</td></tr><tr><td><הכנת ריאגנטים></חזק></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>מדיה DMEM</td><td>10% סרום בקר עוברי (FBS), 2 מ"מ L-גלוטמין, 100 יחידות/מ"ל פניצילין G, 100 ומיקרו; גרם/מ"ל סטרפטומיצין ב-500 מ"ל מדיה</td><td></td><td></td>DMEM</tr><tr><td>מדיה תרבית תאי גזע</td><td>10 מ"ל תוסף B27, 20 ומיקרו; g hFGF, 20 ומיקרו; g hEGF, 2 מ"מ L-גלוטמין, 100 יחידות/מ"ל פניצילין G, 100 ומיקרו; גרם/מ"ל סטרפטומיצין ב-500 מ"ל מדיה</td><td></td><td></td> נוירו-בזאלית</tr></tbody></table>

שימוש במאיץ ליניארי לניהול ניסויים רדיוביולוגיה ביולוגיה

Use of a Linear Accelerator for Conducting In Vitro Radiobiology Experiments

טיפול הקרינה נשאר אחד אבני היסוד של ניהול סרטן. עבור רוב סוגי הסרטן, זהו הטיפול היעיל ביותר, לא כירורגי כדי debulk גידולים. כאן, אנו מתארים שיטה לאפשר האצת תאים סרטניים עם מאיץ ליניארי. קידום טכנולוגיית המאיץ הליניארי שיפר את הדיוק והיעילות של הטיפול בקרינה. ההשפעות הביולוגי של מגוון רחב של מנות קרינה וקצבי מינון ממשיכים להיות אזור אינטנסיבי של חקירה. שימוש במאיצים ליניארי יכול להקל על מחקרים אלה באמצעות מינונים רלוונטיים קלינית ושיעורי מינון.

כדי לחקור את האפקט של מחזור התא של שיעור מינון סטנדרטי תוספת מינון גבוה הקרנה על ידי מאיץ ליניארי, שלוש דגימות של תאים גזע glioma הוכנו באמצעות פרוטוקול זה ואסף 24 שעות לאחר הקרנה17: אחד בקרת דגימת זה לא היה לקרינה (איור 2א), מדגם אחד הקרינה עם 400 MU/min (יחידת לפקח, 4.2 gy/min סטנדרטי מינון, איור 2ב) כדי 4 Gy, ועוד דוגמה הקרינה עם מינימום של 2100 MU/min (21.2 gy/דקות תוספת מינון גבוה יותר, <strong class...

מאיצים ליניאריים קליניים יכולים לשמש כדי לקבוע את ההשפעות הביולוגיים של מגוון רחב של שיעורי מינון על תאים סרטניים. אנו דנים כיצד להגדיר מאיץ ליניארי עבור מבוסס התא בחני והוא אומר עבור תאים גזע כמו סרטן גדל כמו כדורי tumorspheres ההשעיה וקווי התאים הגדלים כמו תרבויות חסיד.

Radiation therapy remains one of the cornerstones of cancer management. For most cancers, it is the most effective, nonsurgical therapy to debulk tumors. ...

הקרנות מועברות בתדירות הגבוהה ביותר באמצעות מאיצים ליניאריים. פרוטוקול זה מאפשר לחוקרים להעריך את ההשפעות הביולוגיות של קרינה על תאים באמצעות מאיץ ליניארי. היתרון של טכניקה זו הוא כי באמצעות מאיץ ליניארי, החוקרים יכולים לחקור מגוון רחב של מינונים רלוונטיים קלינית שיעורי המינון.יתר על כן, פרוטוקול זה יכול לשמש עבור כל סוגי התאים הסרטניים. ניתן לבצע שיטה זו באמצעות ציוד דומה לזה המוצג כאן. לדוגמה, מאיצים ליניאריים המיוצרים על-ידי ספקים אחרים.אנשים שלא חוו ביצוע חישובים דו-סימטריים באמצעות מאיץ ליניארי עשויים להיאבק כדי לחשב את המספר הנכון של יחידות צג הנדרשות כדי לספק את המינון הרצוי למדגם. הם ירוויחו על ידי המבקשים ייעוץ של פיזיקאי רפואי ניסיון או dosimetrist. מתן מינון לדגימה במדויק באמצעות מאיץ ליניארי דורש מיקום זהיר.יומיים לפני הקרנה מתוכננת, עובד מכסה המנוע תרבות, להשתמש פיפטה סטרילי חמישה מיליליטר כדי לאסוף תאים דמויי גזע גליומה מצלחת תרבות לתוך צינור צנטריפוגה 15 מיליליטר. צנטריפוגה התאים ב 200 פעמים g במשך שלוש דקות בצנטריפוגה משטח. השלך את העל-טבעי ולחץ מחדש על גלולת התא עם מיליליטר אחד של טריפסין-EDTA.דגירה בטמפרטורת החדר במשך חמש דקות כדי לעכל את גלולה ולעשות השעיה תא יחיד טריפסין-EDTA. כל שתי דקות במהלך העיכול, בעדינות לנער את החלק התחתון של צינור צנטריפוגה כדי לוודא את התאים מתעכלים ביסודיות. לאחר מכן הוסיפו שלושה מיליליטר של מדיה לתרבות תאי גזע כדי להתרווה על טריפסין, לערבב בעדינות, וצנטריפוגה במהירות של 200 פעמים g במשך שלוש דקות בצנטריפוגה על השיש.לאחר השלכת supernatant, resuspend את גלולת התא עם חמישה מיליליטר של מדיה תא תרבות לספור את התאים עם המוציטמטר. לוח חמישה מיליון תאים מחולקים לשני לוחות 10 ס"מ המכילים 10 מיליליטר של מדיה תרבות התא דגירה 48 שעות ב 37 מעלות צלזיוס. ממש לפני ההקרנה המתוכננת, לאסוף את התאים צנטריפוגה כפי שנעשה בעבר.השלך את העל-טבעי ולחץ מחדש על גלולת התא עם חמישה מיליליטר של מדיה של תרבות תאים. מעבירים מיליליטר אחד של השעיית תאים לצלחת של 35 מילימטר המכילה שני מיליליטר של מדיום תרבות התא, ומוודאים שהמדיום מגיע לגובה של סנטימטר אחד. מעבירים את התאים המפוקחיים למיכל משני כדי להפחית את הסיכון לזיהום ולהביא את התאים במיכל על עגלת שירות למתקן ההקרנה כדי להקרין את התאים.יום אחד לפני הקרנה, עובד מכסה המנוע של תא התרבות, להשתמש פיפטה פסטר מחובר ואקום כדי להסיר מדיום DMEM מצלחת תרבות התא לקו התא המצורף. ואז לשטוף את התאים עם חמישה מיליליטר של PBS סטרילי לשטוף את המדיום שיורית. מוסיפים מיליליטר של טריפסין-EDTA לתוך צלחת התרבות בעדינות להטות את צלחת התרבות כדי לוודא כי המנה כולה מכוסה.לאחר הדגירה בטמפרטורת החדר במשך חמש דקות, מרווה את תגובת טריפסין-EDTA עם שלושה מיליליטר של מדיה DMEM. השתמש פיפט חמישה מיליליטר כדי לאסוף את התאים לתוך צינור צנטריפוגה 15 מיליליטר, צנטריפוגה, ולאחר מכן תרבות התאים כמתואר בכתב היד. כדי להקרין תאים אלה שהוכנו בעבר באמצעות תוכנת המסוף של LINAC, הגדר את גנט המאיץ ואת הקולימאטור לאפס מעלות, פתח את לסתות x ו- y לגודל שדה סימטרי של חמישה על חמישה סנטימטרים רבועים, וחזור בו מהקולימטורים הרב-שלביים.מוסיפים לפחות חמישה סנטימטרים של חומר שווה ערך למים על ספת הטיפול וממקמים את צלחת התא להיות מוקרן על זה במרכז הכוונת LINAC. מניחים את התאים בעומק של מינון מרבי בקרן רנטגן של שישה מגה וולט סביב 1.5 ס"מ ומוסיפים סנטימטר נוסף של חומר שווה ערך למים על גבי המנה. הדביקו את המצביע הקדמי לראש ה-LINAC והרחיבו אותו עד שהוא נוגע בפני השטח של חומר ההצטברות.כוונן את גובה הטבלה עד שהמרחק מהמקור למשטח ההצטברות יהיה 100 ס"מ. לעזוב את כספת הטיפול, לוודא שכל האנשים האחרים עזבו. ודא שאין תאים אחרים בחדר ולאחר מכן סגור את דלת הכספת.אשר את גודל השדה, יחידות הצג ויחידות הצג לדקה במסוף ולאחר מכן הפעל את הקרן לתא קרינה. שלוש דגימות של תאים דמויי גזע גליומה הוכנו באמצעות פרוטוקול זה ואספו 24 שעות לאחר הקרנה. שם חושבו פרופילי מחזור תאים והוצג עם אחוזי התאים בשלבים שונים של מחזור התא.מעצר מחזור תא G2 נצפתה לאחר הקרנה של תאי גזע גליומה עם שיעור מינון סטנדרטי או שיעור מינון גבוה במיוחד, בהשוואה לתאי בקרה שאינם מוקרנים. על מנת לקבל את המינון הנכון נמסר, חשוב ביותר למדוד את הגובה של התקשורת בצלחת התרבות כדי לוודא שהוא מגיע סנטימטר אחד. בעקבות הליך זה, ניתן לבצע בדיקות ביולוגיות אחרות, כגון כשל חיסוני, כתם מערבי וניתוח מחזור תאים.מאז הליך זה מספק לחוקרים רלוונטי קלינית מינון והגדרות שיעור המינון, זה יכול לשמש כדי להעריך את השפעת הקרינה על מודלים מבוססי תרבות תאים רבים.

use-linear-accelerator-for-conducting-vitro-radiobiology

Research

JoVE Journal

Medicine

רפואה

הגידול בחולים המוח שגרתי לעבור הקרנות גולגולתי, ואף מועיל, טיפול זה לעתים קרובות תוצאות תפקוד קוגניטיבי מתישה. זו הבעיה הבלתי פתורה רציני כרגע, לא נותר קליני, העלתה את המאמצים שלנו כדי לתכנן תא גזע טיפולים מבוססי להתאוששות של קרינה הנגרמת decrements קוגניטיבי.

גזע להשתלות אסטרטגיות Cell לשיקום של ליקוי קוגניטיבי נגרמת על ידי הקרנות גולגולתי

הפונקציה של תאי עצב של יונקים בוגרים שנולדו נשארת אזור פעיל של חקירה. קרינה מייננת מעכבת את לידתו של נוירונים חדשים. באמצעות הקרנה המונחה טומוגרפיה מחשב מוקד (CFIR), מיקוד אנטומיים תלת ממדי של אוכלוסיות עצביות ספציפיות כעת ניתן להשתמש כדי להעריך את התפקיד הפונקציונלי של neurogenesis למבוגרים.

חקירה תפקודית של מבוגרים ההיפותלמוס Neurogenesis עם הפוקוס ברדיולוגית עיכוב

מספר גדל והולך של התקני טיפול קרינתי להציע את היתרון של מתן המינון דרך קורות קטנות מאוד לגידול, ומאפשר לקונפורמיות מוגברת ומינונים גבוהים יותר לשברים. גלאים רבים ושונים יכולים לשמש לdosimetry של השדות הקטנים האלה. במחקר הנוכחי, ההשפעה של רקומבינציה יון נחקרת לתא יינון נוזלי באמצעות מערכת טיפול קרינתי stereotactic.

אפיון השפעות רקומבינציה בנוזלי יינון קאמרי משמש לdosimetry של מאיץ radiosurgical

פרוטוקול להערכת שינויים ברמות הנזק ל-DNA וביכולת תיקון ה-DNA שעלולים להיגרם על ידי הקרנה כרונית במינון נמוך in vivo בלימפוציטים של טחול עכבר, על ידי מדידת היסטון זרחני H2AX, מוצג סמן לשבירות דו-גדיליות של DNA, באמצעות זרימה ציטומטרית.

מדידת נזק לדנ&quot;א ותיקון בSplenocytes העכבר לאחר כרוני<em&gt; In vivo</em&gt; חשיפה למינונים נמוכים מאוד של בטא וגמא-קרינה

בעבר, הקרנה בעלי חיים קטנים בוצעה בדרך כלל ללא יכולת למקד נפח הגידול מוגדרים היטב היטב. המטרה הייתה כדי לחקות את הטיפול של גליובלסטומה אנושי אצל חולדות. באמצעות פלטפורמה הקרנה בעלי חיים קטנים, ביצענו מונחה MRI תלת-ממד קונפורמיים הקרנה עם חיית המחמד המשנה של אמצעי אחסון מבוססי לחיזוק באווירה פרה.

PET ו- MRI מודרך הקרנה של מודל גליובלסטומה עכברים באמצעות מיקרו-בעוצמה

מחקר על אסטרטגיות טיפול teratomas נגזר תאי גזע pluripotent חשוב התרגום קלינית של טיפול בתאי גזע. כאן, אנו מתארים לפרוטוקול, ראשית, להפיק תאי גזע-derived teratomas בעכברים ולאחר, מכן, ל סלקטיבי היעד ולטפל ויוו שימוש בעוצמה קטנה-חיה של גידולים אלה.

טיפול ממוקד, סלקטיבי של Teratomas נגזר תאי גזע Pluripotent באמצעות קרינה חיצוני קרן במודל של חיית-קטן

מסמך זה מתאר פרוטוקול dosimetry חדש עבור הקרנת תאים באמצעות ציוד רנטגן באנרגיה נמוכה. המדידות מבוצעות בתנאים המדמים תנאי הקרנת תאים אמיתיים ככל האפשר.

דוזימטריה עבור הקרנת תאים באמצעות Orthovoltage (40-300 kV) מתקני רנטגן

דוזימטריית קרינה מספקת טכניקה לשיפור הדיוק של ניסויים פרה-קליניים ולהבטחת כי מינוני הקרינה המועברים קשורים קשר הדוק לפרמטרים קליניים. פרוטוקול זה מתאר צעדים שיש לנקוט בכל שלב במהלך ניסויי קרינה פרה-קולינית כדי להבטיח תכנון ניסיוני תקין.

הזמנת הקרנה ודוזימטריה להערכת LQ α ופרמטרים β, סכימת מינון קרינה ותצהיר מינון vivo

כאן אנו מציגים פרוטוקול לביצוע טומוגרפיה מבוססת טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים פרה-קלינית במודל גליובלסטומה עכברוש באמצעות אלגוריתמים שפותחו בתוך הבית כדי לייעל את הדיוק והיעילות.

פוזיטרונים פליטת טומוגרפיה מבוסס מינון ציור הקרנות טיפול במודל חולדת Glioblastoma באמצעות פלטפורמת מחקר קרינה בבעלי חיים קטנים

מיון תאים המופעל על ידי פלואורסצנציה-רדיוליגנד ורקמה מטופלת (FACS-RTT) הוא כלי רב עוצמה לחקר תפקידו של חלבון טרנסלוקטור 18 kDa או ביטוי קולטן סרוטונין 5HT2A במחלת אלצהיימר בקנה מידה תאי. פרוטוקול זה מתאר את יישום ex-vivo של FACS-RTT במודל חולדות TgF344-AD.

מיון תאים המופעל על ידי פלואורסצנציה-רקמה מטופלת רדיוליגנד (FACS-RTT) כדי לקבוע את המקור התאי של אותות רדיואקטיביים

כאן, אנו מפרטים גישה פשוטה של הדמיה חיה לכימות הרגישות של אורגנואידים גידוליים שמקורם במטופל לקרינה מייננת.

הדמיה חיה לכימות רגישות לקרינה תאית באורגנואידים גידוליים שמקורם במטופל

למדו כיצד להשתמש במאיץ ליניארי קליני להערכת השפעות קרינה על תאי סרטן, כולל תאי גזע סרטניים ותרביות תאים דביקות. שיטה זו מאפשרת חקר מנות קרינה קליניות רלוונטיות במחקר אונקולוגי.

שימוש במאיץ ליניארי לניהול ניסויים רדיוביולוגיה ביולוגיה

גלה סרטונים נוספים