Titelaufnahme

Titel
Biologische Effekte einer Bestrahlung mit Ausgleichsfilter-freien Systemen
Weitere Titel
Biological Effects of High Dose Rate Flattening Filter-Free Beam Irradiation
VerfasserWollner, Cynthia
Erschienen2015
Datum der AbgabeJuli 2015
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Bestrahlung mit Ausgleichsfilter (FF) / Bestrahlung ohne Ausgleichsfilter (FFF) / HaCaT-Zelllinie / γH2AX-Assay / Doppelstrangbrüche
Schlagwörter (EN)Flattening filter beam irradiation (FF) / Flattening filter-free beam irradiation (FFF) / HaCaT-cell line / γH2AX-Assay / Double strand breaks
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die Strahlentherapie ist eine hoch wirksame Behandlungsoption für maligne Erkrankungen. In der konventionellen Strahlentherapie werden die Photonenstrahlen durch Ausgleichsfilter (FF) gelenkt, um homogene Strahlungsfelder zu erzielen. Die jüngste Entwicklung von Ausgleichsfilter-freien (FFF) Linearbeschleuniger hat die augenblickliche Dosisrate erhöht, wodurch die Verkürzung der Behandlungszeit der Patienten und Patientinnen ermöglicht wird. Dies führt zu der Frage, ob es radiobiologische Konsequenzen geben könnte. Die Studien haben bisher widersprüchliche Ergebnisse gezeigt, die die Notwendigkeit für weitere Untersuchungen sichtbar machen.

Die vorliegende Studie untersucht die induzierten DNA-Doppelstrangbrüche in der normalen menschlichen Keratinozyten-Zelllinie (HaCaT) nach FF und FFF-Bestrahlung, bei der Anwendung verschiedener Dosisraten - 2,26 und 4,52 Gy/min bei FF, 4,08 und 16, 3 Gy/min beim FFF Modus. Die DNA-Doppelstrangbrüche wurden durch γH2AX-Immunfluoreszenzfärbung eine Stunde nach der Bestrahlung visualisiert. Nach mikroskopischer Auswertung wurden die aufgezeichneten Bilder analysiert und die γH2AX-Intensität wurde durch eine Auswertungssoftware auf Grundlage von Matlab quantifiziert. Die Analyse der mittleren Fluoreszenzintensität der γH2AX-Signale pro Nukleus zeigte keinen Unterschied zwischen den gefilterten und ungefilterten Strahlen. Die Schlussfolgerung ist, dass das Experiment erneut durchgeführt werden muss und die Ergebnisse in mindestens zwei weiteren Wiederholungen bestätigt werden müssen.

Zusammenfassung (Englisch)

Radiotherapy is a highly effective treatment option for malignant diseases. In conventional radiotherapy, the photon beams are subjected to flattening filters (FF) in order to achieve homogeneous radiation fields. The recent development of flattening filter-free (FFF) linear accelerators has increased the instantaneous dose rate, which facilitates the shortening of treatment time of patients. This leads to the question of whether there may be a radiobiological consequence. The studies reported thus far have presented conflicting results, highlighting the need for further investigation.

The present study investigates the induced DNA double-strand breaks in normal human keratinocyte cell line (HaCaT) following FF and FFF irradiation, applying different dose rates – 2,26 and 4,52 Gy/min at FF, 4,08 and 16,3 Gy/min at FFF modus. DNA double-strand breaks were visualized by γH2AX immunofluorescence staining one hour following the irradiation. After microscopic evaluation, the recorded images were analysed and the γH2AX intensity was quantified by Matlab based evaluation software. Analysis of mean fluorescence intensity of γH2AX signals per nucleus showed no difference between filtered and unfiltered beams. To draw final conclusions, the experiment has to be performed and the results have to be confirmed in at least two more replicates.