Radiobiología Celular 4.1 Introducción Dr. Willy H. Gerber Instituto de Fisica Universidad Austral Valdivia, Chile Objetivos: Comprender como se generan la radiación necesaria para el tratamiento radiológico. www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Efecto de radiación sobre culturas de células www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Relación supervivencia dosis www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Origen de la muerte de la célula Daño a la cadena de ADN Radicales libres Bajo LED Rayos X y γ Alto LED Iones, α, neutrones www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Daño a la cadena ADN www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Efectos del daño El daño lleva a que la célula no puede multiplicarse www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Consecuencias Daño ADN Reparación Irreparable Error en reparación Muerte celular Error en cromosoma Mutación Cáncer www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Objetivo Probabilidad de controlar el tumor (TCP) Probabilidad Probabilidad de complicaciones (NTCP) Dosis (Gy) www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Uso de modelos Los modelos permiten poner a prueba nuestras hipótesis de como las células reaccionan a la radiación (mas bien permiten descartar hipótesis pero no confirmarlas) Dan una base para estimar probabilidad de sobrevivencia en base a mediciones que se emplean para ajustar permitiendo estimar el resultado en situaciones aun no medidas www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Uso de modelos Dosis Probabilidad de sobrevivencia Rayos X partículas RBE – Relative Biological Effectivness efecto biológico relativo respecto de rayos X www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

LET LET – Linear energy transfer [keV/μm o eV/nm] 200 keV/μm www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

OER OER – Oxygen Enhancement Ratio – eficiencia por efecto del oxigeno www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Bases de los modelos Daño Modelo Reparación www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Modelo LQ Modelo LQ (Lea DE & Catcheside DG (1942), J. Genet. 44: 216-45) El efecto Biologically Effective Dose (BED) Efectividad relativa www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Mediciones y modelo LG Fracción que sobrevive S Dosis D [Gy] www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Influencia del oxigeno Fracción que sobrevive S Dosis D [cGy] 300 keV rayos – X, celulas bajo aire y anoxia Nias et. al., 1973, Int. J. Radiat. Biol. , Taylor & Francis www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Influencia del oxigeno Fracción que sobrevive S Dosis D [Gy] www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Efecto neutrones vs rayos X Fracción que sobrevive S Dosis D [cGy] 14 MeV neutrones y 250 keV rayos – X, celulas bajo aire y nitrogeno Nias et. al., 1973, Int. J. Radiat. Biol. , Taylor & Francis www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Fraccionamiento Múltiple dosis Fracción que sobrevive Dosis única Dosis (Gy) www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Sensibilidad Fracción que sobrevive Dosis (Gy) www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Modelos Fracción que sobrevive Dosis (Gy) www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Problemas con la distribución de los parámetros Statistical distribution www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Problemas con la distribución de los parámetros Radiobiological Modelling in Radiation Oncology By Roger Dale, Roger Dale & Bleddyn Jones, Editors, Bleddyn Jones, British Institute of Radiology Contributor Roger Dale, Bleddyn Jones Published by British Inst of Radiology, 2007 ISBN 090574960X, 9780905749600 292 pages Radiobiology for the Radiologist By Eric J. Hall, Amato J. Giaccia Published by Lippincott Williams & Wilkins, 2006 ISBN 0781741513, 9780781741514 546 pages An Introduction to Radiobiology By A. H. W. Nias Published by Wiley_Default, 1998 ISBN 0471975907, 9780471975908 384 pages Introduction to Radiobiology By Maurice Tubiana, J. Dutreix, A. Wambersie, David K. Bewley Translated by David K. Bewley Contributor J. Dutreix, A. Wambersie, David K. Bewley Published by Taylor & Francis, 1990 ISBN 0850667453, 9780850667455 371 pages www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08