ВВЕДЕНИЕ. Лучевая терапия является одним из основных методов лечения онкологических заболеваний. Противоопухолевое действие ионизирующего излучения зависит от поглощенной дозы радиации, однако с увеличением дозы облучения прогрессивно нарастает повреждения окружающих опухолевый узел здоровых клеток организма. В этой связи, в последние 10-15 лет в лучевой терапии наблюдаются некоторые кризисные явления, связанные с невозможностью дальнейшего повышения эффективности методов лечения злокачественный новообразований [5]. В настоящее время увеличение эффективности лучевой терапии злокачественных новообразований связывают с использованием новых режимов локального облучения, повышением чувствительности опухолевых клеток к ионизирующему излучению с помощью радиосенсибилизаторов различной природы, а также поиском новых источников излучения. В этом плане изучается высокоэнергетическое нейтронное излучение, используется а-, в-излучение. В Институте сильноточной электроники СО РАН были разработаны установки, позволяющие генерировать рентгеновское излучение в импульсно-периодическом режиме с импульсами наносекундной длительности. Имеющиеся литературные данные и полученные нами результаты по действию импульсного СВЧ-излучения свидетельствуют о том, что импульсно-периодическое излучение обладает большей эффективностью по сравнению со стационарным излучением [1,2,4]. В этой связи мы предположили, что импульсное рентгеновское излучение (ИРИ) будет оказывать более выраженное противоопухолевое действие по сравнению со стационарным рентгеновским излучением.
Таким образом, целью настоящей работы явилась оценка влияния импульсного рентгеновского излучения на пролиферацию опухолевых клеток мастоцитомы Р-815 in vitro и in vivo.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Исследования проводились на опухолевых клетках мастоцитомы Р-815, поддерживаемых в асцитной форме на мышах линии DBA/2J (H-2d). В эксперименте формировались 2 группы объектов: группа облучения и группа контроля, подвергавшаяся тем же процедурам за исключением самого воздействия.
Свежевыделенные опухолевые клетки ресуспендировали в полной культуральной среде в концентрации 1 250000 кл/мл. Полученную суспензию клеток помещали в пенициллиновые флаконы и подвергали 5-минутным воздействиям рентгеновского излучения в импульсно-периодическом режиме с тактовыми частотами 3, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 35 и 40 Гц и дозами соответственно 10,8; 21,6; 28,8; 36; 46,8; 57,6; 68,4; 79,2; 90; 100,8; 126 и 144 мГр. Частоты повторения были выбраны из биологически значимого диапазона. В качестве источника импульсного рентгеновского излучения использовалась установка "Синус-150" (длительность импульса 4 нс; энергия электронов 160 кЭв; ток пучка 3,5 кА; мощность за импульс 1,2 мРад). В качестве источника стационарного рентгеновского излучения использовали установку РУМ 13. Дозы облучения за 5 минут составили 21,6; 36; 46,8; 57,6; 90 мГр.
Для оценки влияния ИРИ на пролиферацию опухолевых клеток, к последним добавляли Н3-тимидин (по 0,5 мкКи), и инкубировали при 37°С во влажной атмосфере с 5% СО2 в течение 24ч. Включение радиоактивной метки в нуклеиновые кислоты опухолевых клеток измеряли с помощью сцинтилляционного р-счетчика Mark III (США) и измеряли в cpm (импульсов/мин).
Облучение ИРИ мышей с трансплантированными опухолями Р-815 (5 млн оп. клеток на мышь, в/б) проводили в пластиковой камере в течение 10 минут с частотой следования импульсов 13 и 16 Гц, что соответствует дозе 93,6 и 115,2 мГр. Для исключения действия стрессирующего фактора группу контроля, так же помещали в пластиковую камеру на 10 мин. Облучение проводили в день перевивки опухоли. На 10-е сутки после перевивки опухоли и облучения оценивали количество опухолевых клеток в асците.
Достоверность различий между выборками оценивали с помощью непараметрического критерия Вилкоксона - Манна - Уитни.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ. Наиболее близким аналогом импульсного рентгеновского излучения является стационарное рентгеновское излучение, и в наших исследованиях мы сравнили действие ИРИ на синтез ДНК в опухолевых клетках со стационарным рентгеновским излучением на тех же дозах облучения.
Проведенные нами эксперименты показали, что 5-ти минутное облучение стационарным рентгеновским излучением, при дозах 21,6; 36; 46,8; 57,6; 90 мГр, приводит к стимуляции процесса пролиферации опухолевых клеток мастоцитомы Р-815. Такой эффект низких доз радиации был неоднократно показан многими исследователями и это явление было названо эффектом гормезиса [5]. Эффект импульсного рентгеновского излучения зависит от частоты следования импульсов. При частотах 3, 10, 16, 28 и 40 Гц и соответствующих им дозах 10,8; 36; 57,6; 100,8 и 144 мГр наблюдается существенное ингибирование пролиферации опухолевых клеток мастоцитомы Р-815 (табл.). В то же время, при частотах 6, 8, 13, 19, 22, 25, 35 Гц наблюдали такое же усиление пролиферации опухолевых клеток как и при воздействии стационарным рентгеновским излучением.
Однократное облучение импульсным рентгеновским излучением мышей с трансплантируемой мастоцитомой Р-815 при частоте следования импульсов 16 Гц (115,2 мГр), приводит к статистически значимому (28%) снижению количества опухолевых клеток в асците на 10 сутки после облучения по сравнению с группой "ложного облучения". В то же время на частоте 13 Гц (93,6 мГр) не наблюдается ингибирующего эффекта рентгеновского излучения. Это свидетельствуют о том, что эффект, после воздействия импульсным рентгеновским излучением, является пролонгированным, поскольку сохраняется в течение 10 суток после однократного облучения.

Примечание: в таблице приведен уровень включения Н3-тимидина в ДНК (cpm), все значения статистически значимы (Р<0,05).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Таким образом, импульсное рентгеновское излучение при низких дозах и определенных частотах следования импульсов способно оказывать существенное ингибирующее действие на пролиферацию опухолевых клеток in vitro и in vivo, в то время как стационарное рентгеновское излучение при аналогичных дозах стимулирует пролиферацию опухолевых клеток. Следует отметить, что дозы облучения от 10 до 144 мГр, в 100 - 1000 раз меньше доз, используемых в лучевой терапии опухолей в эксперименте и клинике [3]. Это делает перспективными дальнейшие исследования импульсного рентгеновского излучения в плане разработки методов низкодозовой лучевой терапии опухолей.