Исследование реакции клеток на воздействие рекордно мощных сверхкоротких импульсов протонов

Несколько лет назад было установлено, что облучение злокачественных новообразований короткими и интенсивными импульсами ионизирующего излучения, когда суммарная терапевтическая доза подводится за доли секунды, позволяет существенно уменьшить, примерно в 1,7 раза, лучевое повреждение соседних здоровых тканей. При этом полностью сохраняется летальное воздействие на опухолевые клетки. Этот способ облучения, названный флэш-терапией, представляет сейчас большой научный интерес и открывает новые возможности для повышения качества лучевой терапии. Особые перспективы связаны с внедрением флэш-терапии протонами, поскольку в этом случае можно достичь более высокой конформности облучения по сравнению с конвенциональной лучевой терапией. В настоящее время протонная флэш-терапия находится в центре внимания ученых и ей посвящен целый ряд крупных международных конференций, хотя до сих пор этот вид лечения в основном находится в стадии исследований. Для проведения таких исследований необходимо иметь резерв мощности пучков протонов промежуточных энергий. Действующий линейный ускоритель протонов ИЯИ РАН в г. Троицке является одним из немногих ускорителей, оптимально подходящих для проведения исследований по протонной флэш-терапии. Этот ускоритель имеет рекордную мощность пучков протонов и оптимальные для флэш-терапии значения остальных параметров пучков протонов. Уникальные характеристики этого ускорителя позволяют реализовать режим облучения одним импульсом, недоступный для других ускорителей протонов. В этом режиме суммарная терапевтическая доза подводится за доли миллисекунды, т.е. на 3 порядка быстрее, чем в «обычной» флэш-терапии. Недавно проведенные в ИЯИ РАН первые эксперименты с культурами клеток показали дальнейшее уменьшение лучевого повреждения нормальных клеток по сравнению с опухолевыми в одноимпульсном режиме облучения. Определение биологического механизма зависимости эффективности воздействия на опухолевые и нормальные клетки от экстремальной мощности дозы, которому посвящен данный проект, является важной и актуальной научной задачей.В частности, планируется провести анализ повреждений ДНК, окислительного стресса (уровень активных форм кислорода), экспрессию вовлеченных в апоптоз генов на уровне мРНК. Результатом проекта будет исследование молекулярно- клеточных реакций на экстремальное лучевое воздействие. Эти результаты внесут вклад в понимание механизмов воздействия излучения на злокачественные новообразования и сыграют роль во внедрении в медицину новейших методов лечения тяжелых заболеваний.