Interazione di fasci terapeutici di protoni e fotoni con agenti chimici radiosensibilizzanti in cellule umane di glioblastoma coltivate in vitro. Lafiandra M Bettega D, Calzolari P, Ciocca M, Facoetti A, Marchesini R, Molinelli S, Pignoli E, Vischioni B.
ADROTERAPIA CON PARTICELLE CARICHE Perdita di energia Bethe - Block: Picco di Bragg
tumor section Per irraggiare tutto lo spessore del tumore: Spread Out Bragg Peak (S.O.B.P.) Per irraggiare ogni sezione con margini adeguati: Pencil beam technology Tumore tumor section Tessuto sano
Prossimi a organi critici profondi Prossimi a organi critici Ideale per tumori Resistenti Distribuzione di dose calcolata per un piano di trattamento di medulloblastoma [www.cnao.it]
RADIO+CHEMIOTERAPIA Fasci terapeutici (adroni / fotoni) Agenti chimicipotenziali radiosensibilizzanti obiettivi: Miglior controllo locale del tumore Minor probabilità di formazione di metastasi
EPOTILONE B Potenziale radiosensibilizzante: Arresta le cellule nella fase G2/M del ciclo fase più radiosensibile Inibisce i meccanismi di riparazione del danno al DNA
SISTEMA BIOLOGICO –linea U251MG Cellule di glioblastoma multiforme stabilizzate coltivate in vitro Caratteristiche non cambiano nel tempo Esperimenti in condizioni controllate e riproducibili!
RADIAZIONI + EPOTILONE B Principale effetto studiato: INIBIZIONE DELLA CAPACITA’ PROLIFERATIVA Cellula sopravvissuta ↔genera una colonia di almeno 50 cellule figlie (5-6 divisioni cellulari)
PROTOCOLLO SPERIMENTALE + Epothilone B (0.125 nM) p Irraggiamenti @ CNAO ½ S.O.B.P. (dosi: 0÷5 Gy) 24 h incubazione 37°C, 5% CO2, 90% umidità) Sopravvivenza clonogenica vs. dose +/- Epothilone B 15 giorni
RISULTATI PRELIMINARI (4 esperimenti indipendenti) Curve di sopravvivenza descritte dal modello Lineare Quadratico Protoni α= (0,54 ± 0,05) Gy-1 β= (0,07 ± 0,01) Gy-2 Protoni + Epotilone B α= (1,06 ± 0,03) Gy-1 S0= (0,38 ± 0,03) Analoghi risultati con fasci di fotoni
Interazione radiazione-chemioterapico Protoni Fotoni additività additività sinergismo sinergismo Sinergismo!
RBE – Efficacia Biologica Relativa Maggiore dell’RBE clinico (1.1)
LAVORI IN CORSO… Estensione dello studio a fasci di ioni Carbonio (> RBE) Analisi degli effetti del trattamento combinato su: - alterazioni del ciclo cellulare - invasività Analoghi studi su linee cellulari di -adenocarcinoma polmonare (A549) -medulloblastoma pediatrico (DAOY)
GRAZIE!
RISULTATI PRELIMINARI (4 esperimenti indipendenti) Curve di sopravvivenza descritte dal modello Lineare Quadratico Fotoni α= (0,38 ± 0,04) Gy-1 β= (0,028 ± 0,009) Gy-2 Fotoni + Epotilone B α= (0,82 ± 0,04) Gy-1 S0= (0,34 ± 0,02)
CONSEGUENZE DELL’INTERAZIONE SINERGICA L’effetto del trattamento combinato è maggiore della somma degli effetti delle singole radio- e chemioterapia. E’ possibile ridurre la dose di radiazione per ottenere lo stesso effetto Azione locale della radiazione + sistemica del chemioterapico maggiore effetto del tumore + ridotto potenziale metastatico L’Epothilone B è più efficace in cellule altamente proliferanti (come quelle tumorali) selettività
MODELLO LINEARE-QUADRATICO Hp: Danni letali al DNA possono essere dovute a una singola traccia la frequenza dei danni è direttamente proporzionale alla dose di radiazione. Danni letali possono essere anche dovuti all’interazione di lesioni dovute a tracce indipendenti frequenza quadraticamente proporzionale alla dose. Lesioni letali distirbuite casualmente. Epothilone B + radiazione parametro β trascurabile!
ANALISI DI STEEL & PECKHAM Piano isoeffetto Per un livello S* di sopravvivenza: Modo I: per ogni concentrazione di chemioterapico, si riporta la dose di radiazione che aggiunta a questo porta a un livello di sopravvivenza S*. Modo II: per ogni concentrazione, si calcola la dose necessaria a produrre lo stesso effetto Si riporta la dose che aggiunta a quest’ultima porta alla spravvivenza S*.