19 resultados para Radiobiologia
Resumo:
Nonostante l’oggettiva constatazione dei risultati positivi riscontrati a seguito dei trattamenti radioterapici a cui sono sottoposti i pazienti a cui è stato diagnosticato un tumore, al giorno d’oggi i processi biologici responsabili di tali effetti non sono ancora perfettamente compresi. Inseguendo l’obbiettivo di riuscire a definire tali processi è nata la branca delle scienze biomediche denominata radiobiologia, la quale appunto ha lo scopo di studiare gli effetti provocati dalle radiazioni quando esse interagiscono con un sistema biologico. Di particolare interesse risulta essere lo studio degli effetti dei trattamenti radioterapici nei pazienti con tumore del polmone che rappresentano la principale causa di morte dei paesi industrializzati. Purtroppo per via della scarsa reperibilità di materiale, non è stato finora possibile studiare nel dettaglio gli effetti delle cure radioterapiche nel caso di questo specifico tumore. Grazie alle ricerche di alcuni biologi dell’IRST sono stati creati in-vitro sferoidi composti da cellule staminali e tumorali di polmone, chiamate broncosfere, permettendo così di avere ottimi modelli tridimensionali di tessuto umano allo stato solido su cui eseguire esperimenti al fine di regolare i parametri dei trattamenti radioterapici, al fine di massimizzarne l’effetto di cura. In questo lavoro di Tesi sono state acquisite sequenze di immagini relative a broncosfere sottoposte a differenti tipologie di trattamenti radioterapici. Le immagini acquisite forniscono importanti indicazioni densitomorfometriche che correlate a dati clinoco-biologico potrebbero fornire importanti indicazioni per regolare parametri fondamentali dei trattamenti di cura. Risulta però difficile riuscire a confrontare immagini cellulari di pre e post-trattamento, e poter quindi effettuare delle correlazioni fra modalità di irraggiamento delle cellule e relative caratteristiche morfometriche, in particolare se le immagini non vengono acquisite con medesimi parametri e condizioni di cattura. Inoltre, le dimensioni degli sferoidi cellulari da acquisire risultano essere tipicamente maggiori del parametro depth of focus del sistema e questo implica che non è possibile acquisire una singola immagine completamente a fuoco di essi. Per ovviare a queste problematiche sono state acquisite sequenze di immagini relative allo stesso oggetto ma a diversi piani focali e sono state ricostruite le immagini completamente a fuoco utilizzando algoritmi per l’estensione della profondità di campo. Sono stati quindi formulati due protocolli operativi per fissare i procedimenti legati all’acquisizione di immagini di sferoidi cellulari e renderli ripetibili da più operatori. Il primo prende in esame le metodiche seguite per l’acquisizione di immagini microscopiche di broncosfere per permettere di comparare le immagini ottenute in diverse acquisizioni, con particolare attenzione agli aspetti critici di tale operazione. Il secondo è relativo alla metodica seguita nella archiviazione di tali immagini, seguendo una logica di classificazione basata sul numero di trattamenti subiti dal singolo sferoide. In questo lavoro di Tesi sono stati acquisiti e opportunamente archiviati complessivamente circa 6500 immagini di broncosfere riguardanti un totale di 85 sferoidi. I protocolli elaborati permetteranno di espandere il database contenente le immagini di broncosfere con futuri esperimenti, in modo da disporre di informazioni relative anche ai cambiamenti morfologici subiti dagli sferoidi in seguito a varie tipologie di radiotrattamenti e poter quindi studiare come parametri di frazionamento di dose influenzano la cura. Infine, grazie alle tecniche di elaborazioni delle immagini che stiamo sviluppando sarà inoltre possibile disporre di una ricostruzione della superficie degli sferoidi in tempo reale durante l’acquisizione.
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Il tumore del polmone rappresenta la prima causa di morte nei paesi industrializzati. Le possibilità di trapianto ed intervento chirurgico risultano molto limitate pertanto lo standard di cura risulta essere la radioterapia, a volte abbinata alla chemioterapia. Sebbene trattando radioterapicamente il tumore si ottengano ottimi risultati, attualmente non esistono solide linee guida per la personalizzazione del trattamento al paziente. Il poter eseguire in laboratorio test radioterapici su un elevato numero di campioni risulterebbe un valido approccio sperimentale d’indagine, ma la carenza di materiale su cui poter condurre gli esperimenti limita questa possibilità. Tipicamente, per ovviare al problema vengono utilizzati sferoidi multicellulari tridimensionali creati in laboratorio partendo da singole cellule del tumore in esame. In particolare, l’efficacia del trattamento viene tipicamente correlata alla riduzione volumetrica media stimata utilizzando un set di sferoidi teoricamente identici. In questo studio vengono messe in discussione la validità delle affermazioni tipicamente sostenute attraverso l’analisi di volumi medi. Abbiamo utilizzando un set di circa 100 sferoidi creati in laboratorio partendo da singole cellule di carcinoma epidermoidale polmonare e trattati secondo sette differenti modalità di trattamento radioterapico (variando intensità di radiazione e numero di frazioni). In una prima fase abbiamo analizzato le singole immagini, acquisite al microscopio ottico circa ogni 48 ore, per identificare features morfometriche significative da affiancare all’analisi volumetrica. Sulla base dell’andamento temporale di queste features abbiamo suddiviso gli sferoidi in sottoclassi con evoluzioni completamente differenti che fanno supporre un differente “stato” biologico. Attraverso algoritmi di estrazione di features e classificazione e analizzando riduzione volumetrica, grado di frastagliatura del bordo e quantità di cellule liberate nel terreno di coltura abbiamo definito un protocollo per identificare in maniera automatica le sottopopolazioni di sferoidi. Infine, abbiamo ricercato con successo alcune features morfometriche in grado di predire, semplicemente analizzando immagini acquisite nei giorni seguenti all’ultimo trattamento, lo “stato di salute” del tumore a medio/lungo periodo. Gli algoritmi realizzati e le features identificate se opportunamente validate potrebbero risultare un importante strumento non invasivo di ausilio per il radioterapista per valutare nel breve periodo gli effetti a lungo periodo del trattamento e quindi poter modificare parametri di cura al fine di raggiungere uno stato desiderato del tumore.
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Questo progetto ha confrontato gli effetti indotti da diversi tipi di radiazioni, diversa intensità delle dosi, diverso rateo di dose su sistemi cellulari differenti. In particolare sono stati seguiti due studi differenti, finalizzati all’indagine degli effetti e dei meccanismi indotti da trattamenti radioterapici su cellule in coltura. Nel primo studio -EXCALIBUR- sono stati investigati i meccanismi di induzione e trasmissione del danno a basse dosi di radiazioni, in funzione della qualità della radiazione (raggi gamma e protoni) e della dose. Cellule di glioblastoma umano (T98G) sono state irraggiate con raggi gamma e protoni a due diverse dosi (0,25 Gy e 2 Gy); in questo studio è stata valutata e analizzata la variazione di espressione genica rilevata utilizzando la tecnologia dei microarray. Per mezzo dell’analisi statistica, con due software diversi, si è osservato come nelle cellule irraggiate si attivino i geni legati alla senescenza cellulare; questo risultato è significativo, visto che potrebbe rappresentare una prospettiva terapeutica interessante per molte neoplasie. Il secondo studio –Plasma Focus- ha lo scopo di ampliare le applicazioni nel settore medicale di una sorgente radiante che produce raggi X ad altissimo rateo di dose (plasma focus). In questo studio, l’attenzione è stata posta sulla preparazione dei campioni biologici per l’irraggiamento. Cellule di adenocarcinoma mammario (MCF7) sono state coltivate in laboratorio e posizionate all’interno di appositi portacampioni pronte per essere irraggiate con raggi X ad alto e a basso rateo di dose. Per mezzo della microscopia ottica e della citometria a flusso in fluorescenza, si è osservato come un rateo di dose elevato provochi danni cellulari superiori. L’analisi quantitativa ha mostrato che, nelle cellule trattate con il plasma focus, il 18% risulti danneggiato rispetto al 7% delle cellule di controllo; con i raggi X convenzionali risulta danneggiato l'8% di cellule, rispetto al 3% delle cellule di controllo.
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The use of radionuclides has contributed for advances in Health Sciences, to research or to the diagnosis and/or treatment of diseases. These advances have been possible with the utilization of radiopharmaceuticals labeled with technetium-99m (99mTc). Stannous chloride (SnCl2) has the main reducing agent utilized to obtain radiopharmaceuticals labeled with technetium-99m. It has been reported that several natural or synthetic drugs are capable to alter the labeling of blood constituents with 99mTc, as well as the red blood cells morphology. The aim of this study was to evaluate possible alterations of Chrysobalanus icaco extract on the labeling of blood constituents with 99mTc, on the morphology of RBC of blood of Wistar rats, on the breakage of plasmid DNA and on the effects of stannous chloride on plasmid DNA. The results showed significant (P<0.05) alteration of the labeling of blood constituents with 99mTc, as well as, modification of the morphology and morphometry (perimeter/area ratio) of the RBC in presence of the extract. These data suggest that this abajeru extract could alter the labeling of blood constituents with 99mTc by its chelating/antioxidant action and/or effects on membrane structures. Moreover C. icaco extract altered the electrophoretic profile and decreased significantly (p<0.05) the effect of SnCl2 on plasmid DNA. The results obtained in this work could indicate a dose-dependent protective action against the SnCl2 and a genotoxic effect of C. icaco extract on plasmid DNA
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Several clinic evaluations have been possible with radiobiocomplexes labeled with technetium-99m (99mTc). Some natural and synthetic drugs are capable of to interfere on the labeling of blood constituents with 99mTc, as well as on the biodistribution of radiobiocomplexes. Authors have also reported about the toxicity of several natural products. The aim of this study was to compare the effects of the Mentha crispa (hortelã) and of the Hypericum perforatum (hipérico) in different experimental models. On the labeling of red blood cells (RBC) and plasma and cellular proteins with 99mTc, both extracts were capable of to decrease the radioactivity percentage on the cellular compartment and on the fixation on plasma and cellular proteins. On the morphometry of the RBC, only the hortelã was capable to alter the shape and the perimeter/area ratio of the RBC. On the biodistribution of the radiobiocomplex sodium pertechnetate (Na99mTcO4), the hortelã increased the Na99mTcO4 distribution in the kidney, spleen, liver and thyroid, meanwhile the hipérico decreased the Na99mTcO4 distribution in the bone, stomach, lungs and thyroid, and increased the Na99mTcO4 distribution in the pancreas. On the bacterial cultures survival, the hipérico was capable of to protect the bacteria against the stannous chloride (SnCl2) effect. The hipérico did not alter the topology of plasmidial DNA and did not protect the plasmidial DNA against the SnCl2 action. Probably, the effects presented by both extracts could be due to chemical compounds of the extracts that could alter the morphology of the RBC and the plasma membrane ions transport, and/or by phytocomplexes that could be formed with different effects dependent on the biological system considered
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There are strong interests in the evaluation of the biological effects of natural and synthetic products. Blood constituents labeled with technetium-99m (99mTc) are used in nuclear medicine. The aim of this work was to study the effects of Clove (Caryophyllus aromaticas L.) and OZE (preparation used in the Health Sciences) on the labeling blood constituents with 99mTc and on the morphologic red blood cells (RBC) and the action of an extract of tomato (TO) on the labeling of blood constituents Blood samples were incubated with clove or OZE or TO, stannous chloride and 99mTc. Plasma (P), blood cells (BC), insoluble fractions (IF) of plasma and blood cells were separated. The radioactivity was counted and percentage of radioactivity (%ATI) to each blood fraction was calculated. The shape and morphometric parameter (perimeter/area ratio) were evaluated in the studies with clove and OZE. Clove extract and OZE altered significantly (p<0.05) the %ATI of blood constituents and the shape of red blood cells. However, clove extract not altered the red blood cells perimeter/area ratio. The tomato extract used at the highest concentrations reduced significantly (p<0.05) the %ATI in IF-P, although this extract did not modify the radiolabeling on BC, neither the radioactivity fixation on IFBC. The results indicate that these chemical compounds would have oxidative/chelating actions
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Technetium-99m (99mTc) has been used to obtain several radiobiocomplexes utilized to aid in the diagnosis of diseases. Blood constituents, as red blood cells (RBC) and plasma proteins, have been labeled with 99mTc. Natural and synthetic drugs can alter the labeling of these constituents. The aim of this work was to investigate the possibility of a Buzhong YiQi Wan extract to alter (i) the labeling of blood constituents with 99mTc, (ii) the RBC morphology, and (iii) osmotic fragility of RBC withdrawn from Wistar rats. The data showed that the BYQW extract (i) could affect labeling of blood constituintes with 99mTc, (ii) could affect the membrane integrity decreasing the osmotic resistance and (iii) could not alter the shape of RBC. Probably, these findings would be associated with properties of the substances present in the aqueous extract of BYQW. This study has multiple disciplinary aspects in knowledge areas: Radiobiology, Botanic, Phytotherapy and Haematology
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O desvio gástrico em Y de Roux é a técnica cirúrgica mais utilizada no tratamento da obesidade mórbida. Esta operação reduz o volume do estômago e o comprimento do intestino delgado, gerando alterações estruturais e metabólicas que podem influenciar no resultado de exames cintilográficos de pacientes operados. Com o objetivo de avaliar a biodistribuição pós-operatória do pertecnetato de sódio (Na99mTc) em órgãos de ratos Wistar submetidos à técnica do bypass (desvio) gástrico em Y de Roux (BGYR), foram utilizados 12 ratos distribuídos aleatoriamente em grupo tratado (n=6), submetido à cirurgia do BGYR e o grupo controle (C; n=6). No 15º dia de pós-operatório foi administrado 0,1 mL via plexo orbital de Na99mTc aos animais dos dois grupos, com atividade radioativa média de 0,66MBq. Após 30 minutos, os ratos foram mortos e retirados fragmentos de tireóide, coração, pulmão, fígado, estômago, rim e fêmur. As amostras foram lavadas com solução salina 0,9%, pesadas e submetidas ao Contador Gama 1470, WizardTM Perkin-Elmer-Finlândia para determinação do percentual de atividade radioativa total por grama (%ATI/g) de cada órgão. Empregou-se o teste t de Student para análise estatística, considerando-se significantes as diferenças das médias quando p<0,05. Redução significante na média de %ATI/g foi observada no fígado, estômago e fêmur dos animais submetidos à cirurgia de BGYR comparada ao grupo controle (p<0,05). Nos demais órgãos não houve diferença estatisticamente significativa entre os grupos. Em conclusão, a cirurgia BGYR em ratos modificou a biodistribuição do Na99mTc em alguns órgãos, podendo ter implicações clínicas na interpretação de exames cintilográficos. Este estudo xi teve um caráter multidisciplinar com a participação de pesquisadores das áreas de Cirurgia Experimental, Farmácia, Radiobiologia, Medicina Nuclear e Estatística
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Medicinal plants have been studied and used in the world. Lantana camara has medicinal properties and it has been used in folk medicine. The aim was to verify the effect of a lantana extract on the labeling of blood constituents with 99mTc, and to evaluate the effect of an aqueous extract of Lantana camara on the morphology of RBC withdrawn from Wistar rats. The results showed that lantana extract has decreased the fixation of radioactivity on the IF-P. This effect was not observed in the BC compartment and in IF-BC. The BC-%ATI was decreased in all concentrations tested when the BC was washed. The osmotic fragility assay and morphological analysis were carried out. In presence of the extract, the data obtained indicated that (i) an increase of the hemolysis and (ii) modifications on the morphology of RBC. These effects of the Lantana camara could be associated with some pharmacological properties of the chemical compounds of this studied extract
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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
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Clinical evaluations have been made possible with radiobiocomplexes marked with tecnecium-99m (99mTc). Natural or synthetic drugs are able to interfere in the marking of blood structures with 99m Tc. Also, the toxicity of several natural products has been described. The aim of this study was evaluating the effect of an extract of Ganoderma lucidum (Reishi) in the marking of blood constituents with 98m Tc and in the survival of Escherichia coli. Blood samples from Wistar rats were treated with reishi extract. Radiomarking procedure was performed. Samples of plasma (P), blood cells (CS), and insoluble (FI) and soluble (FS) fractions of P and CS were separated and the radioactivity was counted to determine radioactivity percentages (%ATI). Escherichia coli AB1157 cultures were treated with stannous chloride in the presence and absence of the reishi extract. Blood samples and bacterial cultures treated with NaCl 0.9% were used as controls. Data indicated that the reishi extract has significantly altered (p<0,05) the %ATI of P, CS, FI-P, FS-P, FI-CS e FS-CS, as well as it has increased survival of bacterial cultures treated with stannous chloride. Our results suggest that the Reishi extract would be able to present a redox/ chelant action by altering blood constituent marking with 99mTc and by protecting bacterial cultures against stannous chloride-induced oxydating lesions. The study had a multidisciplinary character, with the participation of the following areas of knowledge: Biophysics, Radiobiology, Botanics, Phytotherapy, and Hematology
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Drogas naturais ou sintéticas podem ser capazes de alterar a sobrevivência de culturas bacterianas, interferir na marcação de estruturas sanguíneas com tecnécio- 99m (99mTc) e alterar a morfologia das hemácias. De acordo com as instruções do fabricante, a formula denominada de Três Bailarinas (TB) é sugerida para ser usada, como bebida, por pessoas que desejam ajustar o peso sem dieta. Os ingredientes dessa fórmula são a Cassia angustifolia e a Malva verticellate. Informações cientificas sobre TB não foram encontradas no indexador PubMed, e esse fato tem estimulado nossas investigações sobre seus efeitos biológicos. O objetivo deste estudo foi avaliar, em diferentes modelos experimentais, o efeito de um extrato aquoso de Três Bailarinas: (i) na sobrevivência de culturas de E. coli AB1157, ii) efeito do SnCl2 em culturas bacterianas, iii) na marcação das hemácias e proteínas plasmáticas e celulares com 99mTc e iv) na morfologia de hemácias de sangue de ratos Wistar. Os resultados encontrados demonstram que o extrato de TB não alterou a sobrevivência de cultura de E. coli AB1157 e aboliu o efeito letal do SnCl2 na sobrevivência dessa cultura bacteriana. Na marcação de estruturas sangüíneas com 99mTc o extrato de TB reduziu a percentagem de atividade (%ATI) referente ao 99mTc no compartimento celular e nas proteínas plasmáticas, mas não alterou a %ATI nas proteínas celulares. O extrato de TB não foi capaz de alterar a morfologia das hemácias. Os modelos experimentais realizados mostram a importância dos mesmos na avaliação de efeitos biológicos de agentes químicos, e contribui para um melhor entendimento das propriedades do extrato de Três Bailarinas. Esse trabalho abrange varias áreas do conhecimento, tais como: radiobiologia, botânica, fitoterapia e hematologia
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The biliopancretic diversion with duodenal switch is one of the mixing techniques used in the treatment of morbid obesity. The duodenal switch reduces the stomach capacity and leaves only 50-100 cm of small intestine for nutrition and absorption. The surgery produces hormonal, structural and biochemical changes, which can influence on the result of scintigraphic examinations in operated patients. With the objective of evaluate the postoperative biodistribution of sodium pertechnetate (Na99mTcO4) in brain, thyroid, heart, lung, liver, spleen, kidney, stomach, duodenum, pancreas, small intestine, bladder, muscle and bone of Wistar rats. The rats were randomly allocated into 3 groups of 7 rats each: the duodenal switch group (DS), the control group (C) and the sham group (S). They were operated under anesthesia and aseptic technique. In the tenth postoperative day, 0.1mL of sodium pertechnetate was injected via orbital plexus. After 30 min the animals were killed with overdose of anesthetic and samples of liver, spleen, pancreas, stomach, duodenum, small intestine, thyroid, lung, heart, kidney, bladder, muscle, bone and brain were harvested, washed with saline and weighed. The detention of radioactivity was made using the automatic Gamma Counter Wizard, PerkinElmer and the percentage of activity per gram of tissue (%ATI/g) was calculated. There was no early or late mortality in either rats groups. The values of percent radioactivity per gram of tissue (%ATI/g), showed no significant difference in liver, stomach, small bowel, duodenum, kidney, heart, bladder, bone and brain, when compared the DS rats with sham and controls rats. A postoperative significant increase in mean %ATI/g levels was observed in spleen, pancreas and muscle in group DS rats, as compared to group S and C rats (p<0.05). In the lung there was an increase and in thyroid a decrease in mean %ATI/g of DS rats, when compared to sham rats (p>0.05). In conclusion, the biliopancreatic diversion with duodenal switch in rats modified the biodistribution of sodium pertechnetate in thyroid, lung, pancreas, spleen and muscle. The study had the participation of the departments and laboratories researches, as Nucleus of Experimental Surgery, Department of Surgery, Laboratory of Radiobiology, Department of Pathology and Service of Nuclear Medicine, certifying the character of a multidisciplinary research
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Massive resection of the small intestine results in short bowel syndrome with anti-absorptive effect and repercussions on the metabolism. Morphologic and functional evaluation may be necessary in order to control wrapped organs. Scintigraphy an examination with little invading and no biologic damage can be used. The purpose were to assess the biodistribution of sodium pertecnetate in organs of rats subjected to massive resection of the small intestine, the intestinal adaptation of the remnant intestinal mucosa and weight curve evaluation in the postoperative period. Twenty-one Wistar rats were randomly allocated into three groups (n = 7). The operated group named short bowel (SB) after anesthetized was subjected to massive resection of the small intestine; the control group (C), and sham group (SHAM). On the 30th postoperative day, 0.l mL of sodium pertechnetate was injected into the venous orbital plexus. After 30 minutes, the rats were killed with an overdose of anesthetic, and fragments of the liver, spleen, pancreas, stomach, duodenum, small intestine, thyroid, lung, heart, kidney, bladder, muscle, femur and brain were harvested. The percentage of radioactivity per gram of tissue (%ATI/g) was determined using Gama Counter WizardTM 1470, PerkinElmer to all samples. Biopsies of 3 cm remaining jejunum were removed to histological analyses. Analysis of variance (ANOVA) and the Tukey test for multiple comparisons were used, considering p<0.05 as significant. The study had the participation of some departments and laboratories, as Nucleus of Experimental Surgery, Department of Surgery, Laboratory of Radiobiology, Department of Pathology and Service of Nuclear Medicine, certifying the character of a multidisciplinary research. The results were no significant differences in %ATI/g of the sodium pertechnetate in the organs of the groups studied (p>0.05). An increase in the weight of the SB rats was observed after the second postoperative week. The jejunal mucosal thickness of the SB rats was significantly greater than that of C and sham rats (p<0.05. The biodistribution of sodium pertechnetate was not affected by massive intestinal resection in rats. An adaptive response by the intestinal mucosa probably contributed to the reversion of weight loss and the biodistribution of sodium pertechnetate was not affected by the surgery
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)