Исследование влияния ионизирующего излучения на рассеивающие свойства белого вещества головного мозга
- Авторы: Ачкасова К.А.1, Кухнина Л.С.1, Моисеев А.А.2, Богомолова А.Ю.1, Гладкова Н.Д.1
-
Учреждения:
- Приволжский исследовательский медицинский университет
- Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской Академии наук
- Выпуск: Том 18, № 4 (2023)
- Страницы: 753-755
- Раздел: Материалы конференции
- Статья получена: 14.11.2023
- Статья одобрена: 18.11.2023
- Статья опубликована: 15.12.2023
- URL: https://genescells.ru/2313-1829/article/view/623316
- DOI: https://doi.org/10.17816/gc623316
- ID: 623316
Цитировать
Полный текст
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
Лучевая терапия является одним из компонентов комбинированного лечения злокачественных новообразований головного мозга. С целью повышения эффективности лечения в ходе облучения воздействию ионизирующего излучения подвергается не только опухоль, но и подлежащие ткани, что приводит к возникновению патоморфологических изменений в окружающих тканях головного мозга, в частности белом веществе [1]. Это в последующем обусловливает возникновение трудностей при разграничении опухолевых и нормальных тканей мозга в ходе резекции опухоли и может привести к возникновению послеоперационных осложнений. Таким образом, существует необходимость в разработке новых методов диагностики изменений белого вещества, возникающих при лучевой терапии, которые могут быть применены в ходе оперативного вмешательства.
Цель исследования. Изучение влияния ионизирующего излучения на рассеивающие свойства белого вещества головного мозга и оценка возможности применения оптической когерентной томографии (ОКТ) для обнаружения возникающих изменений.
Исследование проведено на ex vivo образцах головного мозга крыс. Лабораторные животные включали в себя контрольную группу и группу, подвергшуюся воздействию ионизирующего излучения (однократно в дозе 15 Гр на область правого полушария головного мозга). На семи временных точках после начала эксперимента (2–14 нед) проводилось выведение животных из эксперимента, с последующим ОКТ-исследованием и иммуногистохимическим исследованием фронтальных срезов головного мозга. Количественная обработка ОКТ-данных выполнена путём вычисления коэффициента затухания и построения en face цветокодированных оптических карт. В качестве области интереса было выбрано мозолистое тело.
В результате исследования нами обнаружены острые (2 нед после облучения) и ранние отсроченные (6 и 12 нед после облучения) повреждения белого вещества, характеризующиеся возникновением обратимого отёка мозолистого тела. При этом на этапе 2 нед после облучения умеренно выраженный отёк возникал только в области облучённого полушария, тогда как на этапе 6 и 12 нед он обнаруживался также и в контралатеральном полушарии и характеризовался значительной выраженностью, что свидетельствует о распространении процесса по ходу миелиновых нервных волокон. При анализе ОКТ-данных выявлены соответствующие изменения в значениях коэффициента затухания. При этом на всех временных точках, характеризовавшихся отёком мозолистого тела в различных полушариях головного мозга, нами были зарегистрированы статистически значимые снижения значений коэффициента затухания по сравнению с контрольной группой (p <0,05).
Таким образом, в ходе настоящего исследования были зарегистрированы структурные изменения мозолистого тела, возникшие в результате воздействия ионизирующего излучения, которые характеризовались снижением его рассеивающих свойств, что может быть обнаружено с помощью ОКТ.
Полный текст
Лучевая терапия является одним из компонентов комбинированного лечения злокачественных новообразований головного мозга. С целью повышения эффективности лечения в ходе облучения воздействию ионизирующего излучения подвергается не только опухоль, но и подлежащие ткани, что приводит к возникновению патоморфологических изменений в окружающих тканях головного мозга, в частности белом веществе [1]. Это в последующем обусловливает возникновение трудностей при разграничении опухолевых и нормальных тканей мозга в ходе резекции опухоли и может привести к возникновению послеоперационных осложнений. Таким образом, существует необходимость в разработке новых методов диагностики изменений белого вещества, возникающих при лучевой терапии, которые могут быть применены в ходе оперативного вмешательства.
Цель исследования. Изучение влияния ионизирующего излучения на рассеивающие свойства белого вещества головного мозга и оценка возможности применения оптической когерентной томографии (ОКТ) для обнаружения возникающих изменений.
Исследование проведено на ex vivo образцах головного мозга крыс. Лабораторные животные включали в себя контрольную группу и группу, подвергшуюся воздействию ионизирующего излучения (однократно в дозе 15 Гр на область правого полушария головного мозга). На семи временных точках после начала эксперимента (2–14 нед) проводилось выведение животных из эксперимента, с последующим ОКТ-исследованием и иммуногистохимическим исследованием фронтальных срезов головного мозга. Количественная обработка ОКТ-данных выполнена путём вычисления коэффициента затухания и построения en face цветокодированных оптических карт. В качестве области интереса было выбрано мозолистое тело.
В результате исследования нами обнаружены острые (2 нед после облучения) и ранние отсроченные (6 и 12 нед после облучения) повреждения белого вещества, характеризующиеся возникновением обратимого отёка мозолистого тела. При этом на этапе 2 нед после облучения умеренно выраженный отёк возникал только в области облучённого полушария, тогда как на этапе 6 и 12 нед он обнаруживался также и в контралатеральном полушарии и характеризовался значительной выраженностью, что свидетельствует о распространении процесса по ходу миелиновых нервных волокон. При анализе ОКТ-данных выявлены соответствующие изменения в значениях коэффициента затухания. При этом на всех временных точках, характеризовавшихся отёком мозолистого тела в различных полушариях головного мозга, нами были зарегистрированы статистически значимые снижения значений коэффициента затухания по сравнению с контрольной группой (p <0,05).
Таким образом, в ходе настоящего исследования были зарегистрированы структурные изменения мозолистого тела, возникшие в результате воздействия ионизирующего излучения, которые характеризовались снижением его рассеивающих свойств, что может быть обнаружено с помощью ОКТ.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).
Источник финансирования. Исследование проводилось при финансовой поддержке Российского научного фонда, грант № 23-25-00118.
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Об авторах
К. А. Ачкасова
Приволжский исследовательский медицинский университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: achkasova.k@bk.ru
Россия, Нижний Новгород
Л. С. Кухнина
Приволжский исследовательский медицинский университет
Email: achkasova.k@bk.ru
Россия, Нижний Новгород
А. А. Моисеев
Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской Академии наук
Email: achkasova.k@bk.ru
Россия, Нижний Новгород
А. Ю. Богомолова
Приволжский исследовательский медицинский университет
Email: achkasova.k@bk.ru
Россия, Нижний Новгород
Н. Д. Гладкова
Приволжский исследовательский медицинский университет
Email: achkasova.k@bk.ru
Россия, Нижний Новгород
Список литературы
- Antoni D., Feuvret L., Biau J., et al. Radiation guidelines for gliomas // Cancer Radiother. 2022. Vol. 26, N 1-2. P. 116–128. doi: 10.1016/j.canrad.2021.08.006
Дополнительные файлы
