Questo protocollo è una nuova combinazione di diverse metodologie dosimetriche radio biologiche e di radiazioni per garantire esperimenti di radioterapia preclinica accurati, riproducibili. Questi metodi collegano le condizioni sperimentali alle norme nazionali in materia di dose e consentono misurazioni accurate delle dosi che corrispondono alle dosi di trattamento con radiazioni. Concentrandosi sulla progettazione di esperimenti di radioterapia riproducibili, questo protocollo fornisce ai ricercatori gli strumenti e i metodi necessari per eseguire studi ad alta rilevanza traslazionale.
I protocolli di calibrazione dosimetrica possono essere impegnativi per i principianti, specialmente per coloro che non hanno lo sfondo in fisica medica. Suggeriamo di consultare un fisico della radioterapia quando tenta per la prima volta questi esperimenti. Le tecniche di questo protocollo sono comuni sia ai fisici delle radiazioni che ai ricercatori biomedici.
Tuttavia, alcuni di questi non sono in genere utilizzati in combinazione. Per determinare l'uscita della dose appropriata, impostare l'irradiatore in modo che dia radiazioni a un kilovoltage di picco di 220 e 13 milliarti con un campo aperto di 17 per 17 centimetri posizionato a 35 centimetri dalla sorgente. Filtrare il fascio con un filtro in rame di 0,15 millimetri con un'ampia messa a fuoco e allineare la lastra di un centimetro, la lastra di due centimetri, la lastra di due centimetri con la camera di ionizzazione e la lastra di un centimetro.
Dopo aver configurato la pila fantasma, inserire la camera di ionizzazione nel fantasma e regolare le pile in modo che la sorgente alla distanza della superficie sia di 33 centimetri quando opportunamente livellata. Quindi confermare che queste misurazioni sono posizionate correttamente all'interno della camera di ionizzazione a 35 centimetri dall'isocentro. Per creare una curva di calibrazione della pellicola radiocromatica, preparare diversi pezzi di pellicola aggiuntivi delle stesse dimensioni e orientamento e posizionare il film a una profondità di due centimetri nella pila fantasma dell'acqua solida.
Per iniziare l'irradiazione, posizionare un pezzo di pellicola sopra quattro centimetri di acqua solida e posizionare i restanti due centimetri di acqua solida sopra le pellicole. Dopo aver richiesto scansioni di pellicole post-esposizione, importate i file di immagine in ImageJ in un formato di file tiff e selezionate Immagine(Image), Colore (Color) e selezionate Dividi canali (Split Channels). Solo nel canale dell'immagine rossa, usate lo strumento rettangolo per disegnare un'area di interesse e premete Ctrl+M per consentire la trascrizione dei valori medi dalla finestra dei risultati.
Una volta ottenuti tutti i valori dei pixel per le pellicole non esposte ed esposte, calcolare la densità ottica netta utilizzando l'equazione come indicato, quindi tracciare la densità ottica netta rispetto alla dose alla quale il film è stato esposto e adattarsi al grafico con una curva quadratica. Per determinare il valore alfa/beta per specifiche linee cellulari tumorali attraverso un saggio clonogenico, contare il numero risultante di colonie in ogni gruppo di trattamento per consentire il calcolo della frazione di sopravvivenza di ciascuna piastra, quindi tracciare il log naturale della frazione di sopravvivenza rispetto alla dose corrispondente erogata e adattarsi alla curva con una funzione quadratica. Per determinare l'uscita di dose specifica per progetti sperimentali variabili, selezionare le dimensioni e la distanza del campo desiderate dalla sorgente e utilizzare i fantasmi dell'acqua solida per fornire accumulo e backscatter in base alle esigenze, posizionando il pezzo di pellicola nell'orientamento che meglio ritrae il design sperimentale.
La dose può quindi essere determinata dalla densità ottica netta del film utilizzando la curva di calibrazione del film per la dose. Per determinare la posizione del fascio appropriata per un trattamento del mouse con cuscinetto tumorale, dopo aver confermato una mancanza di risposta al riflesso del pedale, utilizzare una telecamera a portale integrata e un filtro in alluminio per ottenere un radiogramma del mouse sperimentale senza collimazione, quindi ottenere un radiogramma con collimazione in posizione e sovrapporre i radiogrammi in ImageJ per determinare il posizionamento del fascio. Utilizzando la curva di calibrazione come dimostrato, è possibile generare due campioni di pellicola che possono essere utilizzati per stimare i tempi di irradiazione sperimentali richiesti.
La sovrapposizione di queste immagini rivelerà l'esatto posizionamento del fascio di radiazioni collimato rispetto al piccolo animale trattato. La deposizione di dose riuscita può quindi essere confermata come illustrato dalla colorazione gamma-H2AX positiva osservata all'interno dell'emisfero trattato solo in questa analisi rappresentativa. Rimanere coerenti quando si va dalla determinazione dell'uscita dell'irradiatore alla generazione di una curva di calibrazione della pellicola e quando si determina la dose per il progetto sperimentale ideale è fondamentale.
Seguire questi protocolli consente ai ricercatori di studiare un'ampia varietà di domande radiobiologiche clinicamente applicabili in un ambiente preclinico. Queste domande possono portare a una migliore comprensione dei risultati dei pazienti. Questo protocollo non è una nuova tecnica autonoma.
Tuttavia, la combinazione di queste metodologie porterà a una rilevanza clinica diretta e fornirà approfondimenti sui risultati per le dosi viste in clinica.
