Основной проблемой лучевой терапии является то, что она может наносить вред окружающим опухоль здоровым тканям. Поэтому подводимая к опухоли доза ограничена ее токсичностью для близлежащих здоровых тканей. Это может привести к снижению эффективности лучевой терапии и неполному уничтожению опухоли. Поэтому в основе методов лучевой терапии лежат принципы, учитывающие различия в реакции на облучение между нормальными и опухолевыми тканями, а также подходы, обеспечивающие сохранение здоровых тканей на приемлемом уровне. Для достижения этой цели можно варьировать параметрами облучения: величина поглощённой дозы, мощность дозы, фракционирование дозы и способы доставки дозы в опухоль. Величина доставляемой в опухоль дозы определяется как максимально переносимая доза, которая может быть доставлена в опухоль безопасно для здоровых тканей. Для уменьшения частоты возникновения радиационно-индуцированных побочных эффектов используют фракционирование дозы. Наиболее перспективным методом доставки излучения является протонная терапия, обеспечивающая высокую конформность дозных распределений, что позволяет уменьшить лучевую нагрузку на нормальные ткани. Наряду с усовершенствованием методов способа доставки дозы в опухоль и режимов фракционирования до недавнего времени недостаточно внимания уделялось возможности регуляции мощности дозы. Все больше исследований проводится в новой области, получившей название флэш-терапия, предполагающей сверхбыстрое подведение дозы при высокой мощности (почти на 3 порядка выше, чем при стандартной терапии). Данные многочисленных исследований показывают, что это позволяет эффективно снижать токсичность в нормальных тканях и при этом эффективно воздействовать на опухолевые клетки [1].

Цель: Сравнение выживаемости клеток А549 при облучении протонным пучком во флэш- и стандартном режимах.

Материалы и методы: Клеточная культура: Клетки карциномы легкого человека А 549.

Облучение протонами: Облучение клеток проводилось на протонном пучке 660 МэВ фазотрона ОИЯИ методом «на пролет» в двух режимах: стандартном при мощности дозы 0,1 Гр/с и во флэш-режиме при мощности дозы 70 Гр/с. Остальные параметры пучка были одинаковы.

Определение выживаемости клеток. После облучения протонами в дозах 0, 1, 2, 4 и 6 Гр клетки высевали из расчета 50 клеток/мл среды. Клетки культивировали в течение времени, необходимого для формирования колоний. Для определения выживаемости клеток через 12-14 дней после посева подсчитывалось количество выросших колоний.

Результаты и выводы. В результате проведенных экспериментов наблюдается различие в выживаемости клеток А549, облученных во флэш- и стандартном режимах. Выживаемость клеток, облученных во флэш-режиме, оказалась выше. Для дозы 1 Гр отношение составило 1,1; для 2 Гр -1,2; для 4 Гр- 1,3 и для 6 Гр -1,6.

The main problem with radiation therapy is that it can harm healthy tissues surrounding the tumor. Therefore, the dose applied to the tumor is limited by its toxicity to nearby healthy tissues. This can lead to a decrease in the effectiveness of radiation therapy and incomplete destruction of the tumor. Therefore, the methods of radiation therapy are based on principles that take into account the differences in the response to radiation between normal and tumor tissues, as well as approaches that ensure the preservation of healthy tissues at an acceptable level. To achieve this goal, the irradiation parameters can be varied: the amount of absorbed dose, dose rate, dose fractionation and methods of dose delivery to the tumor. The amount of dose delivered to the tumor is defined as the maximum tolerated dose that can be delivered to the tumor safely for healthy tissues. Dose fractionation is used to reduce the frequency of radiation-induced side effects. The most promising method of radiation delivery is proton therapy, which provides high conformality of dose distributions, which reduces the radiation load on normal tissues. Along with the improvement of the methods of the method of dose delivery to the tumor and fractionation modes, until recently, insufficient attention was paid to the possibility of dose rate regulation. More and more research is being conducted in a new field called flash therapy, which involves ultra-fast dose reduction at high power (almost 3 orders of magnitude higher than with standard therapy). Data from numerous studies show that this makes it possible to effectively reduce toxicity in normal tissues and at the same time effectively affect tumor cells [1].

Aim: To compare the survival rate of A549 cells under proton beam irradiation in flash and standard modes.

Materials and methods: Cell culture: Human lung carcinoma cells A 549.

Proton irradiation: Irradiation of cells was carried out on a proton beam of 660 MeV of the JINR phasotron by the "overflight" method in two modes: standard at a dose rate of 0.1 G/s and in flash mode at a dose rate of 70 G/s. The other parameters of the beam were the same.

Determination of cell survival. After irradiation with protons at doses of 0, 1, 2, 4 and 6 Gy, cells were seeded at the rate of 50 cells/ml of medium. The cells were cultured for the time required for colony formation. To determine the survival rate of cells 12-14 days after sowing, the number of grown colonies was calculated.

Results and conclusions. As a result of the experiments, there is a difference in the survival rate of A549 cells irradiated in flash and standard modes. The survival rate of cells irradiated in flash mode was higher. For a dose of 1 Gy, the ratio was 1.1; for 2 Gy -1.2; for 4 Gy - 1.3 and for 6 Gy -1.6.