Preview

Biomedical Photonics

Расширенный поиск

Модель выживаемости опухолевых клеток после фотодинамической терапии

https://doi.org/10.24931/2413-9432-2022-11-2-4-11

Полный текст:

Аннотация

При проведении фотодинамической терапии (ФДТ) индекс выживаемости (жизнеспособность) клеток в зависимости от концентрации 1O2 или плотности мощности облучения на графике представляет собой кривую. В этой статье была предложена математическая модель с возможностью построения зеркально-сигмовидной кривой, которая, по мнению авторов, может быть использована для любых экспериментальных данных, касающихся жизнеспособности клеток или вероятности выживания, путем настройки трех параметров. Это было подтверждено демонстрацией совпадения кривой с данными, полученными в эксперименте in vitro для ФДТ с 5-аминолевулиновой кислотой клеток рака легкого.

Была предпринята попытка определить взаимосвязь между параметрами биологической модели и формой участков кривой. При низких дозах наблюдали на кривой участок плато (нечувствительная часть), при средних дозах – участок крутого подъема (высокочувствительная часть) и при высоких дозах – стационарное состояние (низкочувствительная часть). Авторы считают, что предложенная ими модель может быть применена к описанию любых данных, представляющих собой показатель выживаемости клеток, в зависимости от дозы воздействия при любом методе лечения рака (например, при лучевой терапии). Хотя это утверждение оказалось верным для ФДТ, представляется перспективной оценка пригодности предложенной модели для других данных.

Об авторах

L. Karami-Gadallo
Исламский Университет Азад
Иран

Тегеран



M. Pouladian
Исламский Университет Азад
Иран

Тегеран



Список литературы

1. Girotti A. Photodynamic Therapy of Neoplastic Disease // CRC Press; Boca Raton, FL, USA: 1990.

2. Filonenko E.V. Clinical implementation and scientific development of photodynamic therapy in Russia in 2010-2020 // Biomedical Photonics. – 2021. – Т. 10, № 4. – С. 4–22. doi: 10.24931/2413-9432- 2021-9-4-4-22

3. Sokolov V.V., Filonenko E.V., Telegina L.V., Boulgakova N.N., Smirnov V.V. Combination of fluorescence imaging and local spectrophotometry in fluorescence diagnostics of early cancer of larynx and bronchi // Quantum Electronics. – 2002. – Vol. 32(11). – P. 963–969. doi: 10.1070/QE2002v032n11ABEH002329

4. Agostinis P. et al. Photodynamic therapy of cancer: an update // CA Cancer J. Clin. – 2004. Vol. 61 (4) – P. 250–281.

5. Filonenko, E.V., Kaprin, A.D., Raszhivina, A.A., Urlova, A.N., Nechipai, A.M. Fluorescence diagnostics of colon malignant and premalignant lesions using 5-aminolevulinic acid // International Journal of Photoenergy. – 2014. – № 378673 Doi: 10.1155/2014/378673

6. Filonenko E.V., Ivanova-Radkevich V.I. Photodynamic therapy in the treatment of patients with mycosis fungoides // Biomedical Photonics. – 2022. – Т. 11, № 1. – С. 27–36. doi: 10.24931/2413– 9432–2022–11-1-27-36.

7. Henderson B.W., Dougherty T.J. How does photodynamic therapy work? // Photochem. Photobiol. – 1992. – Vol. 55. – P. 145–157.

8. Filonenko E.V. The history of development of fluorescence diagnosis and photodynamic therapy and their capabilities in oncology // Russian Journal of General Chemistry. – 2015. – Vol. 85(1). – P. 211–216. doi: 10.1134/S1070363215010399

9. Helander L., Krokan H.E., Johnsson A., Gederaas O.A., Plaetzer K. Red versus blue light illumination in hexyl 5-aminolevulinate photodynamic therapy: the influence of light color and irradiance on the treatment outcome in vitro // Journal of Biomedical Optics. – 2014. – Vol. 19(8). – P. 088002.

10. Jerjes W., Upile T., Betz C.S., El Maaytah M., Abbas S., Wright A. et al. The application of photodynamic therapy in the head and neck // Dent Update. 2017. – Vol. 34. – P. 478-486.

11. Zheng Huang et al. Photodynamic therapy for treatment of solid tumors – potential and technical challenges // Technol Cancer Res Treat. – 2008. – Vol. 7(4). – P. 309–320.

12. Jarvi M.T., Patterson M.S., Wilson B.C. Insights into Photodynamic Therapy Dosimetry: Simultaneous Singlet Oxygen Luminescence and Photosensitizer Photobleaching Measurements // Biophysical Journal Volume. – 2012. – Vol. 102. – P. 661–671.

13. Foster, T.H., Murant R.S., Bryant R.G., Knox R.S., Gibson S. L. and Hilf R. Oxygen consumption and diffusion effects in photodynamic therapy // Radiat. Res. – 1991. – Vol. 126. – P. 296–303.

14. Valentine R.M., Ibbotson S.H., Wood K., Brown C.T. Modelling fluorescence in clinical photodynamic therapy // Photochem Photobiol Sci. – 2013. – Vol. 12(1). – P. 203–13 [PubMed: 23128146]

15. Pelicano H., Carney D. and Huang P. ROS stress in cancer cells and therapeutic implications // Drug Resist. Updat. – 2014. – Vol. 7. – P. 97–110.

16. Belousova I. M., Mironova N.G. and Yur’ev M.S. A mathematical model of the photodynamic fullerene-oxygen action on biological tissues // Opt. Spectrosc. – 2015. –Vol. 98. – P. 349–356.

17. Ioannis Gkigkitzis, Yuanming Feng, Chunmei Yang, Jun Q. Lu and Xin-Hua Hu. Modeling of Oxygen Transport and Cell Killing in Type-II Photodynamic Therapy // Photochemistry and Photobiology. – 2012. – Vol. 88. – P. 969–977.

18. Casasa A., Di Venosa G., Hasan T. and Batllea A. Mechanisms of Resistance to Photodynamic Therapy // Curr Med Chem. – 2011. – Vol. 18(16). – P. 2486–2515.

19. Wyld L., Smith O., Lawry J., Reed M.W. and Brown N.J. Cell cycle phase influences tumour cell sensitivity to aminolaevulinic acid- induced photodynamic therapy in vitro // Br J Cancer. 1998. – Vol. 78(1). – P. 50–55.

20. Karami Gadallo L., Ghoranneviss M., Ataie-Fashtami L., Pouladian M., Sardari D., Enhancement of Cancerous Cells Treatment by Applying Cold Atmosphere Plasma and Photo Dynamic Therapy Simultaneously // Clinical Plasma Medicine. – 2017. http://dx.doi.org/10.1016/j.cpme.2017.08.002

21. Chen X., Zhao P., Chen F., Li L., and Luo R. Effect and mechanism of 5-aminolevulinic acid-mediated photodynamic therapy in esophageal cancer // Lasers Med Sci. – 2011. –Vol. 26. – P. 69-78.

22. Bodgi L. et al. Mathematical models of radiation action on living cells: From the target theory to the modern approaches. A historical and critical review // Journal of Theoretical Biology. – 2011. – Vol. 394. – P. 93 –101.

23. Nomiya T. Discussions on target theory: past and present // J Radiat Res. – 2013. – Vol. 54(6). – P. 1161–1163.


Рецензия

Для цитирования:


Karami-Gadallo L., Pouladian M. Модель выживаемости опухолевых клеток после фотодинамической терапии. Biomedical Photonics. 2022;11(2):4-11. https://doi.org/10.24931/2413-9432-2022-11-2-4-11

For citation:


Karami-Gadallo L., Pouladian M. Cancer cell survival model after photodynamic therapy. Biomedical Photonics. 2022;11(2):4-11. https://doi.org/10.24931/2413-9432-2022-11-2-4-11

Просмотров: 334


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2413-9432 (Print)