Ключевые слова
Как цитировать
Аннотация
Лучевая терапия (ЛТ) — основной метод лечения рака, особенно в качестве адъювантной терапии после хирургического вмешательства. В данной работе исследованы перспективы лечения рака молочной железы с использованием пучков углеродных ионов в комбинации с золотыми наночастицами в различных концентрациях. Проведенное нами моделирование в среде GEANT4 показало, что с увеличением энергии пучка углеродных ионов и расстояния от точки входа в фантом молочной железы поглощенная доза имеет тенденцию к снижению. Одновременно наблюдается смещение пика Брэгга в область больших значений глубины по мере роста энергии пучка. Примечательно, что минимальная поглощенная доза зарегистрирована в отсутствие золотых наночастиц; однако при совместном увеличении концентрации наночастиц и дозы облучения пучком углерода поглощенная доза возрастает по сравнению с контрольными условиями. Данный эффект объясняется присутствием наночастиц с высоким атомным номером, генерирующих вторичные электроны, которые усиливают дозу поглощенного излучения как в опухоли, так и в перитуморальной области. Результаты исследования свидетельствуют, что для использованной геометрии фантома оптимальный диапазон энергий пучка углеродных ионов составляет 70–110 МэВ/нуклон, с максимальной эффективностью при энергии Брэгга 110 МэВ/нуклон.
Библиографические ссылки
Sulaiman N.S., Demizu Y., Koto M., et al. Multicenter study of carbon-ion radiation therapy for adenoid cystic carcinoma of the head and neck: subanalysis of the Japan carbon-ion radiation oncology study group (J-CROS) study (1402 HN). Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2018; 100: 639–46.-DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2017.11.010.
Koto M., Demizu Y., Saitoh J.I., et al. Multicenter study of carbon-ion radiation therapy for mucosal melanoma of the head and neck: subanalysis of the Japan carbon-ion radiation oncology study group (J-CROS) study (1402 HN). Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2017; 97: 1054–60.-DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2016.12.028.
Bhattacharyya T., Koto M., Ikawa H., et al. First prospective feasibility study of carbon-ion radiotherapy using compact superconducting rotating gantry. Br J Radiol. 2019; 92: 20190370.-DOI: https://doi.org/10.1259/bjr.20190370.
Sokol O., Durante M. Carbon ions for hypoxic tumors: are we making the most of them? Cancers (Basel) 15:4494.-DOI: https://doi.org/10.3390/cancers15184494.
Hagiwara Y., Bhattacharyya T., Matsufuji N., et al. Influence of dose-averaged linear energy transfer on tumour control after carbon-ion radiation therapy for pancreatic cancer. Clin Transl Radiat Oncol. 2020; 21: 19–24.-DOI: https://doi.org/10.1016/j.ctro.2019.11.002.
Matsumoto S., Lee S.H., Imai R., et al. Unresectable chondrosarcomas treated with carbon ion radiotherapy: relationship between dose-averaged linear energy transfer and local recurrence. Anticancer Res. 2020; 40: 6429–35.-DOI: https://doi.org/10.21873/anticanres.14664.
Morelli L., Parrella G., Molinelli S., et al. A dosiomics analysis based on linear energy transfer and biological dose maps to predict local recurrence in sacral chordomas after carbon-ion radiotherapy. Cancers (Basel). 2022; 15: 33.-DOI: https://doi.org/10.3390/cancers15010033.
Okonogi N., Matsumoto S., Fukahori M., et al. Dose-averaged linear energy transfer per se does not correlate with late rectal complications in carbon-ion radiotherapy. Radiother Oncol. 2020; 153: 272–8.-DOI: https://doi.org/10.1016/j.radonc.2020.08.029.
Mori Y., Okonogi N., Matsumoto S., et al. Effects of dose and dose-averaged linear energy transfer on pelvic insufficiency fractures after carbon-ion radiotherapy for uterine carcinoma. Radiother Oncol. 2022; 177: 33–9.-DOI: https://doi.org/10.1016/j.radonc.2022.10.008.
Guardiola C., Prezado Y.. High-energy charged particles for spatially fractionated radiation therapy. Front Phys. 2020; 8: 299.-DOI: https://doi.org/10.3389/fphy.2020.00299.
Kohno R., Koto M., Ikawa H., et al. High–linear energy transfer irradiation in clinical carbon-ion beam with the linear energy transfer painting technique for patients with head and neck cancer. Adv Radiat Oncol. 2023.-DOI: https://doi.org/10.1016/j.adro.2023.101317.
Das S., Dey M.K., Devireddy R., Gartia M.R. Biomarkers in cancer detection, diagnosis, and prognosis. Sensors. 2024; 24(1): 37.-DOI: https://doi.org/10.3390/s24010037.
Pillai G. Nanotechnology toward treating cancer. Applications of targeted nano drugs and delivery systems. 2019; 221–56.-DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814029-1.00009-0.
Eisenhauer E.A., Therasse P., Bogaerts J., et al. New response evaluation criteria in solid tumours: revised RECIST guideline (version 1.1). Eur J Cancer version. 2009; 228–47; 1: 45.-DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejca.2008.10.026.
Koto M., Hasegawa A., Takagi R., et al. Feasibility of carbon ion radiotherapy for locally advanced sinonasal adenocarcinoma. Radiother Oncol. 2014; 113: 60–5.-DOI: https://doi.org/10.1016/j.radonc.2014.09.009.
Inaniwa T., Kanematsu N., Matsufuji N., et al. Reformulation of a clinical-dose system for carbon-ion radiotherapy treatment planning at the National Institute of Radiological Sciences. Japan Phys Med Biol. 2015; 60: 3271–86.-DOI: https://doi.org/10.1088/0031-9155/60/8/3271.
Rosenfeld A.B. Novel detectors for silicon based microdosimetry, their concepts and applications. Nucl Instrum Methods Phys Res A. 2016; 809: 156–70.-DOI: https://doi.org/10.1016/j.nima.2015.08.059.
Lee S.H., Mizushima K., Kohno R., et al. Estimating the biological effects of helium, carbon, oxygen, and neon ion beams using 3d silicon microdosimeters. Phys Med Biol. 2021; 66: 045017.-DOI: https://doi.org/10.1088/1361-6560/abd66f.
Mizoe J.E., Hasegawa A., Jingu K., et al. Results of carbon ion radiotherapy for head and neck cancer. Radiother Oncol.-DOI: 2012; 103: 32–7. https://doi.org/10.1016/j.radonc.2011.12.013.
Kopp B., Mein S., Dokic I., et al. Development and validation of single field multi-ion particle therapy treatments. Int J Radiat OncolBiol Phys. 2020; 106: 194–205.-DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2019.10.008.
Ebner D.K., Frank S.J., Inaniwa T., et al. The emerging potential of multi-ion radiotherapy. Front Oncol. 2021; 11: 624786.-DOI: https://doi.org/10.3389/fonc.2021.624786.
Inaniwa T., Suzuki M., Hyun Lee S.H., et al. Experimental validation of stochastic microdosimetric kinetic model for multi-ion therapy treatment planning with helium-, carbon-, oxygen-, and neon-ion beams. Phys Med Biol. 2020; 65: 045005.-DOI: https://doi.org/10.1088/1361-6560/ab6eba.
Pompos A., Foote R.L., Koong A.C., et al. National effort to re-establish heavy ion cancer therapy in the United States. Front Oncol. 2022; 12: 880712.-DOI: https://doi.org/10.3389/fonc.2022.880712.
Bag N., Bardhan S., Roy S., et al. Nanoparticle-mediated stimulus-responsive antibacterial therapy. Biomater Sci. 2023; 11(6): 1994–2019.-DOI: https://doi.org/10.1039/d2bm01941h.
Baghirov H. Receptor–mediated transcytosis of macromolecules across the blood–brain barrier. Expert Opin Drug Deliv. 2023; 20(12): 1699–711.-DOI: https://doi.org/10.1080/17425247.2023.2255138.
Ezhilarasan D., Shree Harini K. Nanodrug delivery: Strategies to circumvent nanoparticle trafficking by Kupffer cells in the liver. J Drug Deliv Sci Technol. 2023; 86: 104731.-DOI: https://doi.org/10.1016/j.jddst.2023.104731
Campos B., Olsen L.R., Urup T., Poulsen H.S. A comprehensive profile of recurrent glioblastoma. Oncogene. 2016; 35(45): 5819–25.-DOI: https://doi.org/10.1038/onc.2016.85.
Chang C., Wang C., Zhang C., et al. Albumin-encapsulated platinum nanoparticles for targeted photothermal treatment of glioma. J Biomed Nanotechnol. 2019; 15(8): 1744–53.-DOI: https://doi.org/10.1166/jbn.2019.2803.
Chen X., Momin A., Wanggou S., et al. Mechanosensitive brain tumor cells construct blood-tumor barrier to mask chemosensitivity. Neuron. 2023; 111(1): 30-48.e14.-DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.10.007.
Chester C., Sanmamed M.F., Wang J., Melero I. Immunotherapy targeting 4-1BB: mechanistic rationale, clinical results, and future strategies. Blood. 2018 Jan 4; 131(1): 49–57.-DOI: https://doi.org/10.1182/blood-2017-06-741041.
Reddy S., Tatiparti K., Sau S., Iyer A.K. Recent advances in nano delivery systems for blood-brain barrier (BBB) penetration and targeting of brain tumors. Drug Discovery Today. 2021; 26(8): 1944–52.-DOI: https://doi.org/10.1016/j.drudis.2021.04.008.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
© АННМО «Вопросы онкологии», Copyright (c) 2025