Modelo Linear Quadrático - Conteúdo vinculado ao blog

Aluno do Doutorado Rodrigo PennaData: Junho de 2007

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Professor Rodrigo Penna

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O câncer

• “Qualquer que seja a causa, o câncer é basicamente uma doença de células, caracterizada por um desvio nos mecanismos de controle que dirigem a proliferação e a diferenciação das células”.

Sydney E. Salmon, MD & Alan C. Sartorelli, PhD – in Cap. 55, Quimioterapia do

Câncer, FARMACOLOGIA - BÁSICA & CLÍNICA, 9ª ed. , p. 803, 2006.

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A célula

Rodrigo Penna 4Biologia Celular e Molecular, p. 5.

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Mitose

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Ciclo celular

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No geral, as células estão as mais radiossensíveis nas fases M e G2 e a maioria é mais radiorresistente na fase S tardia.

Sincronização de Células

• Culturas de células (in vitro) podem ser sincronizadas, facilitando a investigação da sensibilidade em diferentes estágios do ciclo.

A – aleatório ; B – início da sincronização;

C – células sincronizadas.7

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O MODELO LINEAR- QUADRÁTICO

• S = sobrevida celular; D = dose/fração; = componente linear, morte em um evento único; = componente quadrática, morte em eventos múltiplos.

• Linearizando: ln S = - D - D2 , equação semelhante a y = - ax2

- bx .

Rodrigo Penna 8

2( )D DS e

Douglas & Fowler, 1976

Importância de Douglas & Fowler, 1976

• “... a dose total requerida para produzir uma dada reação continua a crescer até o número de 30 frações, ao contrário de trabalhos recentes...”

• Quer dizer que, para conseguir o mesmo efeito que se consegue em doses fracionadas, a dose única necessária é menor, em alguns casos, muito menor!

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Curva de sobrevivência

Rodrigo Penna 10

Radiation Oncology Physics: a handbook for teachers and students, Chap. 14 – Basic Radiobiology. IAEA, 2006, p. 494.

LET: Linear Energy Transfer

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Tahuata et al, 2003 – páginas 109 a 113.

dELET

d

lMede a deposição de energia por uma radiação ou partícula ao longo de sua

trajetória.

RBE = Eficiência Biológica Relativa

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REPRESENTAÇÃO LET

Rodrigo Penna 12

Primeira curva de sobrevivênia in vitro

Rodrigo Penna 13

Puck and Marcus, 1956.

Montando a curva

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Esquema de experimento in vitro

Rodrigo Penna 15

Fração Sobrevivente

Rodrigo Penna 16

,

;

º ;

º " ";

.

C

P

C

P

Nonde

N x e

Fração obrevivente

N N decolônias conta

S

S S

das

N N de células plantadas

e eficiência do processo

Componentes linear e quadrática

Rodrigo Penna 17

= componente linear, morte em um evento único; = componente quadrática, morte em eventos múltiplos.

Comparação entre vários tipos de células

Rodrigo Penna 18

Curvas de sobrevivência para várias linhagens de células. A radiosensibilidade difere de acordo com o tipo de célula.

Radiosensibilidade

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Mais claro mais radiosensível curva mais acentuada.

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Regime multi-fracionado

Rodrigo Penna 20

Do : reduz a sobrevida a 37%.D10 : reduz a sobrevida a 10%;D10 = 2,3x Do .

Morte celular: necrose e apoptose

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Mecanismos de morte celular

Rodrigo Penna 22

Necrose e Apoptose

Rodrigo Penna 23

Shrinkage nuclear

Formação dos corpos apoptóticos

Rompimento da membrana celular, mas sem perda rápida da integridade da membrana.

Necrose Apoptose

Apoptose após irradiação

Rodrigo Penna 24

Células gigantes (aberrações) pós-irradiação

Rodrigo Penna 25

In vivo In vitro

Radiosensibilidade de microorganismos

Rodrigo Penna 26

A – células de mamíferosB – E coliC – C coli B/rD – fungosE – “phage staf”F – megatheriumG – vírus da batataH – micrococus radioduram

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS1. The Effect of Multiple Small Doses of X Rays on Skin Reactions in the

Mouse and a Basic Interpretation, B. G. Douglas and J. F. Fowler, Radiation Research, Vol. 66, No. 2 (May, 1976), pp. 401-426.

2. A convenient extension of the linear-quadratic model to include redistribution and reoxygenation, Brenner DJ, Hlatky LR, Hahnfeldt PJ, Hall EJ, Sachs RK., Int J Radiat Oncol Biol Phys, Vol. 32, No. 2, pp. 379-390, 1995.

3. Extending the linear–quadratic model for large fraction doses pertinent to stereotactic radiotherapy, M Guerrero and X. Allen Li, Phys. Med. Biol., Vol. 49, pp. 4825-4835, 2004.

4. Comments on a time-dependent version of the linear-quadratic model, Tucker SL, Travis EL., Radiother Oncol., Vol. 18, pp. 155-163, 1990.

5. RADIATION ONCOLOGY PHYSICS: A HANDBOOK FOR TEACHERS AND STUDENTS, Chap. 14 – Basic Radiobiology. IAEA, 2006.

6. BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR, L. C. Junqueira e J. Carneiro, Ed. Guanabara Koogan, Rio de Janeiro – RJ, 6ª ed., 1997.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS7. Sítio Cells Alive, http://www.cellsalive.com/, acessado em 03/06/07.

8. RADIOBIOLOGIA: CONCEITOS BÁSICOS E O MODELO LINEAR QUADRÁTICO, Dr. Arthur Acioli Rosa, X Congresso Brasileiro de Física Médica, Salvador-Brasil, Maio de 2005.

9. RADIOPROTEÇÃO E DOSIMETRIA: FUNDAMENTOS, Luiz Tauhata, Ivan P.A.Salati, Renato Di Prinzio e Antonieta R.Di Prinzio, IRD-CNEN, 2003.

10. Aula da Dra. Sara Rockwel, PhD, Departments of Therapeutic Radiology and Pharmacology, Yale University School of Medicine, 2007.

11. FARMACOLOGIA - BÁSICA & CLÍNICA, B. G. Katzung, Ed. Guanabara Koogan, Rio de Janeiro – RJ, 9ª ed., 2006.

12. Sítio da Editora W.H. Freeman, http://www.whfreeman.com/, acessado em 03/06/07.

13. RADIOBIOLY FOR THE RADIOLOGIST, Eric J. Hall & Amato J. Giaccia, Lippincott Willians & Wilkins, 6ª ed., 2005.

14. BASIC CLINICAL RADIOBIOLOGY, G. Gordon Stell, 2002.Professor Rodrigo Penna

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