npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562922030502npe-264Research ArticleМедицинская физика и биофизикаMedical Physics and BiophysicsIn vivo исследование лазерно-аблированных золотых наночастиц как дозоповышающих агентов для бинарной лучевой терапии злокачественных новообразованийIn Vivo Studies of Laser-Ablated Gold Nanoparticles as Dose Enhancers for Binary Radiotherapy of CancerСкрибицкийВ. А.SkribitskyV. A.

Москва, 115478, Москва, 115409

Moscow, 115478, Moscow, 115409

skvseva@yandex.ruФиногеновaЮ. А.FinogenovaYu. A.

Москва, 115478, Москва, 115409

Moscow, 115478, Moscow, 115409

ЛипенгольцА. А.LipengoltsA. A.

Москва, 115478, Москва, 115409. Москва, 123098

Moscow, 115478, Moscow, 115409, Moscow, 123098

ПоздняковаН. В.PozdniakovaN. V.

Москва, 115478, Москва, 115409

Moscow, 115478, Moscow, 115409

СмирноваА. В.SmirnovaA. V.

Москва, 115478, Москва, 115409, Москва, 111123

Moscow, 115478, Moscow, 115409, Moscow, 111123

ШпаковаК. Е.ShpakovaK. E.

Москва, 115478, Москва, 115409

Moscow, 115478, Moscow, 115409

ГригорьеваЕ. Ю.GrigorievaE. Yu.

Москва, 115478, Москва, 115409

Moscow, 115478, Moscow, 115409

Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина Минздрава Росси; Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”РоссияBlokhin National Medical Research Centre of Oncology, Ministry of Health of the Russian Federation; National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian FederationНациональный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина Минздрава Росси; Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”; ГНЦ РФ Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. БурназянаРоссияBlokhin National Medical Research Centre of Oncology, Ministry of Health of the Russian Federation; National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute); Burnasyan Federal Medical Biophysical Centre, Federal Medical Biological Agency of Russia (FMBA)Russian FederationНациональный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина Минздрава Росси; Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”; Московский клинический научный центр имени А.С. Логинова ДЗМРоссияBlokhin National Medical Research Centre of Oncology, Ministry of Health of the Russian Federation; National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute); Loginov Moscow Clinical Research Practical Centre of the Moscow Healthcare DepartmentRussian Federation202203052024136605610Copyright © Скрибицкий В.А., Финогеновa Ю.А., Липенгольц А.А., Позднякова Н.В., Смирнова А.В., Шпакова К.Е., Григорьева Е.Ю., 20242024Скрибицкий В.А., Финогеновa Ю.А., Липенгольц А.А., Позднякова Н.В., Смирнова А.В., Шпакова К.Е., Григорьева Е.Ю.Skribitsky V.A., Finogenova Y.A., Lipengolts A.A., Pozdniakova N.V., Smirnova A.V., Shpakova K.E., Grigorieva E.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/264

Золотые наночастицы (ЗНЧ) активно используют в качестве дозоповышающего агента для совместного применения с рентгеновским облучением. Синтез золотых наночастиц методом лазерной абляции имеет ряд преимуществ перед остальными методами, например, возможность создания химически чистого раствора и относительно малая стоимость производства при масштабировании синтеза. В данной работе проведено исследование дополнительного противоопухолевого эффекта от совместного применения золотых наночастиц, синтезированных методом лазерной абляции, при комбинированном действии с рентгеновским излучением. В исследовании использованы мыши с перевитой подкожно сингенной аденокарциномой Ca755. Облучение проводилось в дозе 10 Гр через 30 мин после введения ЗНЧ. В результате в опытной группе животных установлено 66% полных регрессий в течение 210 сут с момента перевивки, в то время как в контрольной облученной группе регрессии опухолевых узлов отсутствовали. Проведена оценка поглощенной дозы на стенки сосудов опухоли в присутствии золотых наночастиц в кровотоке: вследствие локального энерговыделения доза достигала 26.8 Гр.

Gold nanoparticles (GNPs) are actively used as a dose enhancement agent in combination with X-ray irradiation. The synthesis of gold nanoparticles by laser ablation has a number of advantages over other methods. For example, the possibility of creating a chemically pure solution and a relatively low production cost when synthesis is scaled up. In this work, we studied an antitumor effect from the combined use of gold nanoparticles (synthesized by laser ablation) and X-rays. Mice with syngeneic adenocarcinoma Ca755, transplanted subcutaneously, were used for the study. The tumor was irradiated at a dose of 10 Gy in 30 min post injection of GNPs. As a result, 66% of complete regressions were found in the experimental group of animals within 210 days from the moment of inoculation. There were no regressions of tumor in the control irradiated group. The absorbed dose to the walls of tumor vessels in the presence of gold nanoparticles in the bloodstream was evaluated as 26.8 Gy.

золотые наночастицыдозоповышающий агентлокальное увеличение дозыопухолевая модельторможение роста опухолирентгеновское излучениеgold nanoparticlesdose enhancement agentlocal dose enhancementtumor modeltumor growth suppressionX-raysReferencesGao Q., Zhang J., Gao J., et al. // Front. Bioeng. Biotechnol. 2021. V. 9. P. 1.Gao Q., Zhang J., Gao J., et al. // Front. Bioeng. Biotechnol. 2021. V. 9. P. 1.Medici S., Peana M., Coradduzza D., et al. // Seminars in Cancer Biology. 2021. New York: Academic. V. 76. P. 27.Medici S., Peana M., Coradduzza D., et al. // Seminars in Cancer Biology. 2021. New York: Academic. V. 76. P. 27.Kulakov V.N., Lipengolts A.A., Grigorieva E.Yu., et al. // Zh Oncol.: Diag. Radiol. Radiother. 2018. V. 1 (4). P. 82 (in Russian).Kulakov V.N., Lipengolts A.A., Grigorieva E.Yu., et al. // Zh Oncol.: Diag. Radiol. Radiother. 2018. V. 1 (4). P. 82 (in Russian).Kulakov V.N., Lipengol’ts A.A., Grigor’eva E.Y., et al. // Pharmaceut. Chem. J. 2016. V. 50 (6). P. 388.Kulakov V.N., Lipengol’ts A.A., Grigor’eva E.Y., et al. // Pharmaceut. Chem. J. 2016. V. 50 (6). P. 388.Sani A., Cao C., Cui D. // Biochem. Biophys. Rep. 2021. V. 26. P. 100991.Sani A., Cao C., Cui D. // Biochem. Biophys. Rep. 2021. V. 26. P. 100991.Goddard Z.R., Marín M.J., Russell D.A., et al. // Chem. Soc. Rev. 2020. V. 49 (23). P. 8774.Goddard Z.R., Marín M.J., Russell D.A., et al. // Chem. Soc. Rev. 2020. V. 49 (23). P. 8774.Hainfeld J.F., Smilowitz H.M., O’Connor M.J., et al. // Nanomedicine. 2013. V. 8 (10). P. 1601.Hainfeld J.F., Smilowitz H.M., O’Connor M.J., et al. // Nanomedicine. 2013. V. 8 (10). P. 1601.Chen Y., Yang J., Fu S., et al. // Int. J. Nanomed. 2020. V. 15. P. 9407.Chen Y., Yang J., Fu S., et al. // Int. J. Nanomed. 2020. V. 15. P. 9407.Jendrzej S., Gökce B., Epple M., et al. // Chem. Phys. Chem. 2017. V. 18 (9). P. 1012.Jendrzej S., Gökce B., Epple M., et al. // Chem. Phys. Chem. 2017. V. 18 (9). P. 1012.Popov A.A., Zelepukin I.V., Tikhonowski G.V., et al. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 2058 (1). P. 012004.Popov A.A., Zelepukin I.V., Tikhonowski G.V., et al. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 2058 (1). P. 012004.Skribitsky V.A., Pozdniakova N.V., Lipengolts A.A., et al. // Biophysics. 2022. V. 67 (1). P. 22.Skribitsky V.A., Pozdniakova N.V., Lipengolts A.A., et al. // Biophysics. 2022. V. 67 (1). P. 22.Rosa S., Connolly C., Schettino G., et al. // Cancer Nanotechnol. 2017. V. 8 (1). P. 1.Rosa S., Connolly C., Schettino G., et al. // Cancer Nanotechnol. 2017. V. 8 (1). P. 1.Cui L., Her S., Borst G.R., et al. // Radiother. Oncol. 2017. V. 124 (3). P. 344.Cui L., Her S., Borst G.R., et al. // Radiother. Oncol. 2017. V. 124 (3). P. 344.Hainfeld J.F., O’Connor M.J., Dilmanian F.A., et al. // Brit. J. Radiol. 2011. V. 84 (1002). P. 526.Hainfeld J.F., O’Connor M.J., Dilmanian F.A., et al. // Brit. J. Radiol. 2011. V. 84 (1002). P. 526.Roeske J.C., Nunez L., Hoggarth M., et al. // Technol. Cancer Res. Treatm. 2007. V. 6 (5). P. 395.Roeske J.C., Nunez L., Hoggarth M., et al. // Technol. Cancer Res. Treatm. 2007. V. 6 (5). P. 395.Lipengolts A.A., Vorobyeva E.S., Finogenova Yu.A., et al. // Med. Phys. 2019. V. 84 (4). P. 16 (in Russian).Lipengolts A.A., Vorobyeva E.S., Finogenova Yu.A., et al. // Med. Phys. 2019. V. 84 (4). P. 16 (in Russian).Schamberg J.A. Y.F. // Arch. Dermatol. Syphilol. 1928. V. 18 (6). P. 862.Schamberg J.A. Y.F. // Arch. Dermatol. Syphilol. 1928. V. 18 (6). P. 862.Fleming C.J., Salisbury E.L., Kirwan P., et al. // J. Am. Acad. Dermatol. 1996. V. 34 (2). P. 349.Fleming C.J., Salisbury E.L., Kirwan P., et al. // J. Am. Acad. Dermatol. 1996. V. 34 (2). P. 349.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.