Interazione di fasci terapeutici di protoni e fotoni con agenti chimici radiosensibilizzanti in cellule umane di glioblastoma coltivate in vitro. Lafiandra.

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1 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.

2 ADROTERAPIA CON PARTICELLE CARICHE
Perdita di energia Bethe - Block: Picco di Bragg

3 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

4 Prossimi a organi critici
profondi Prossimi a organi critici Ideale per tumori Resistenti Distribuzione di dose calcolata per un piano di trattamento di medulloblastoma [

5 RADIO+CHEMIOTERAPIA Fasci terapeutici (adroni / fotoni)
Agenti chimicipotenziali radiosensibilizzanti obiettivi: Miglior controllo locale del tumore Minor probabilità di formazione di metastasi

6 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

7 SISTEMA BIOLOGICO –linea U251MG
Cellule di glioblastoma multiforme stabilizzate coltivate in vitro Caratteristiche non cambiano nel tempo Esperimenti in condizioni controllate e riproducibili!

8 RADIAZIONI + EPOTILONE B
Principale effetto studiato: INIBIZIONE DELLA CAPACITA’ PROLIFERATIVA Cellula sopravvissuta ↔genera una colonia di almeno 50 cellule figlie (5-6 divisioni cellulari)

9 PROTOCOLLO SPERIMENTALE
+ Epothilone B (0.125 nM) p 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

10 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

11 Interazione radiazione-chemioterapico
Protoni Fotoni additività additività sinergismo sinergismo Sinergismo!

12 RBE – Efficacia Biologica Relativa
Maggiore dell’RBE clinico (1.1)

13 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)

14 GRAZIE!

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16 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)

17 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

18 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!

19 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*.