1. CURVAS DE SOBREVIDA DAS
CÉLULASRADIOBIOLOGYFORTHERADIOLOGIST6TH EDITIONCP3
Radiobiologia
Dr. Mark Lagos/R1
Serviço de radioterapia HCPA
2. Curvas de sobrevivência das células
• Integridade reprodutiva:
A curva de sobrevivência das células é descrita como a
relação entre a dose de radiação e a percentagem de
células que sobrevivem.
Morte celular: Cels proliferativas: a perda da capacidade
proliferativa indefinidamente ou reprodutiva (integridade
reprodutiva)
Clonogénico: cels ADN sintetizado ou proteínas,
fisicamente presente, com a perda da capacidade
reprodutiva.
3. Integridade reproductiva
• Para um tumor ser erradicado precisa de morte celular
• Mecanismos de morte celular: (1) as células geralmente
morrem tentando dividir (morte mitótica) mecanismo após
a irradiação. (2) morte celular programada, ou "apoptose“
• Nos sistemas não proliferativos uma dose de 100Gy
destroi a função das células, mas a dose letal para
causar a perda de capacidade proliferativa é inferior a 2
Gy.
4. As curvas de sobrevivência "in vitro"
• Técnicas de cultura para tecidos
• Semeando células em meios de cultura (tripsina), sob
condições controladas.
• As células são removidas com tripsina e novamente
plaqueadas em meios de cultura, onde rapidamente
repovoar a garrafa (linhas celulares estáveis)
• As células são preparadas em suspensão com tripsina
permitindo assim ser contados por unidade de volume
(hemocitômetro)
5. As curvas de sobrevivência "in vitro"
• Assim, as cels podem ser contadas, semeadas em caixas
Petry e incubadas durante 1-2 semanas, se dividem e
formam colónias a partir de uma única célula.
• Cada 100 células semeadas darão origem para 50-90
colónias formadas. As perdas são devido às condições de
manipulação e condições abaixo do ideal.
• “Eficiência de plaqueamento”:
8. Forma da curva de sobrevivência
• Radiação pouco ionizante "baixas doses" a
curva de sobrevivência é em linha reta no
início indicando: a fração de sobrevivência
é uma função exponencial da dose.
Quando a dose aumenta a curva aumenta
so uns poucos Gy, após a curva é esticada
nas doses mais elevadas e Fx
sobrevivência torna-se estabelecida como
uma função exponencial de dose.
9. Forma da curva de sobrevivência
• Radiações densamente ionizantes "alta dose"
(alfa – nêutrons: a curva de sobrevivência é uma
linha reta desde a origem, indicando que a
sobrevivência é dada como um exponencial em
função da dose
• Este é apenas um modelo simples (qualitativas)
para descrever a curva de sobrevivência em cel
de mamíferos, há realmente muitos modelos
biofísicos para explicar o fenômeno
experimentalmente
10. Forma da curva de sobrevivência
• Multitarget Modelo: o declive inicial D1 resultante de um
único evento de morte e o declive final D0 o que é o
resultado de múltiplas mortes e uma (Dq on) representa a
largura do ombro da curva. (Se n for grande ombro é
grande e vice-versa)
• D1 e D0 são a dose necessária para reduzir a FX de
sobrevivência celular ao 37%
• Dq é o quaseumbral da dose e é equivalente com a
largura dos ombros.
11. Forma da curva de sobrevivência
• O modelo linear quadrático foi o modelo escolhido para
descrever as curvas de sobrevivência.
• Existem dois componentes para provocar a morte celular
por radiação: (1) proporcional à dose (2) proporcional ao
quadrado da dose.
• A curva de sobrevivência da célula é explicada pelo
modelo:
12. Mecanismos de morte celular
• DNA como alvo (morte celular)
Núcleo: é principalmente radiossensível
membrana nuclear.
A morte celular acontece pela tetra thymidina radioativa.
Pirimidinas halogenadas são incorporados no local da
thymidina aumentando a radiossensibilidade
Fatores que afetam a letalidade: tipo de radiação, o
oxigênio, a dose.
Existe uma Relação entre o volume de cromosomas em
interfase e radiosensibilidade nuclear.
(Vol. Nucl / Num Crom)
13. O efeito espectador “bystander”
• Os efeitos biológicos induzidos (danos biológicos) em células
não tratadas diretamente, mas perto da célula irradiada
(partículas carregadas atravessadas.)
• O efeito é ainda maior quando as cels "espectador" estão em
comunicação “Gap junction” com as cels irradiadas causando
mais de 30% de morte celular nas “bystander cells”.
• O efeito é menos quando as células estão maiormente
afastadas uma da outra. 5% -10%
• A existência desse efeito indica que a acção da radiação
continua além do núcleo e da própria célula irradiada.
• Células irradiadas podem secretar moléculas para o meio
ambiente e podem induzir a morte celular em células não
irradiadas.
14. A apoptose e morte mitótica
• Alterações microscópicas e eventos morfológicos
associados à morte celular (Kerr et al)
• Perda da capacidade de comunicação intercelular
• Condensação da cromatina em M. nuclear
• A fragmentação dos núcleos
• Condensação do citoplasma
• Eventualmente fragmentação da célula “corpos apoptoticos”
• Quebras duplas de DNA.(nucleosomas) Fragmentos de DNA
185 pb
• A apoptose ocorre em tecidos normais e pode ser induzida por
radiação em tumores e em tej normais.
15. A apoptose e morte mitótica
• Nas células tumorais, a morte mitótica é tão importante
como a apoptose
• A apoptose após a radiação parece ser dependente da
p53
• bcl-2 é um supressor da apoptose
• A forma mais comum de morte celular por radiação é a
morte mitótica
16. Relação entre aberrações cromossômicas e
sobrevida celular
• Baixas doses: duas
quebras causadas por
um mesmo elétron a
probabilidade de
interação entre as
quebras é proporcional à
dose.
• Altas doses: as duas
quebras podem ser
feitas por elétrons ≠.
Proporcional ao
quadrado da dose
17. As curvas de sobrevida em células de
mamíferos cultivadas
• Não havia dúvidas de que a
técnica permitiu medir a
curva de sobrevivência em
"in vivo" e dar resultados
semelhantes o que “in vitro”
• Estudos mostraram a
radiossensibilidade de
algumas células tumorais e
saudaveis de origem
humano.
• SCC radiorresistente
• Sarcomas radiossensíveis
18. Curva de sobrevivência e mecanismos de
morte celular
• A sensibilidade das células de mamíferos (cultivadas in
vitro) a radiação é muito variável.
• As cels mais radioressistentes são EMT6 Glioblastoma.
• As células em mitose são principalmente radiossensíveis.
• Na interface a radiossensibilidade difere por causa das
diferentes conformações de ADN.
• Escadas de DNA indicam apoptose. A radiossensibilidade
correlaciona-se com a apoptose
19. Curva de sobrevivência e mecanismos de
morte celular
• Linhas celulares mais radioresistentes tem ombros largos
em curvas de sobrevida sem evidência de apoptose.
• Nas cels mais radiosenssiveis a sobrevida é uma função
exponencial da dose
• A morte mitótica é Ppal resultado de aberrações
cromossómicas.
• O mecanismo da Apoptose ainda é pouco compreendido
e seu sobrevivência esta em função exponencial da dose
• Em algumas linhas celulares predomina a morte
mitótica, em outras a apoptose e em algumas outras
ambas
20. Oncogenes e radiorresistência
• Oncogenes ativados nas células cultivadas in vitro
aumentam a radiorresistência
• Os oncogenes ativados N-ras, raf, ras + myc
• Alguns oncogenes podem desempenhar um papel
importante na radiorresistência do tumor humano.
21. Controle genético da radiossensibilidade
• Um grande número de genes podem estar envolvidos na
determinação da radiossensibilidade
• Síndromes associados com sensibilidade aos Rx
• Ataxia telangiectasia (fibroblastos 3 >> sensível)
• Sx nevoide de celulas basales
• Sx cockayne
• Sx Down
• Sx Usher
• Anemia de Fanconi
• Sx Gardner
• Sx Nijmegan
22. Curva de sobrevivência eficaz para um
regime multifraccional
• Curva de sobrevivência
eficaz para um regime
multifraccional
• Regimes Multifração são
frequentemente utilizados
em radioterapia clínica
• Dose fracionada com
intervalos de tempo para
reparação de danos subletais
• A CS dose eficaz é uma
função exponencial da dose
• O ombro do CS é repetido, a
CS é uma linha reta desde a
origem correspondente à
fração do dia
• D0 = 3Gy
24. Radiossensibilidade de células de
mamíferos em comparação com
microorganismos
• Os mamíferos são
principalmente
radiossensíveis pelo
seu elevado conteúdo
de DNA
• Microorganismos têm
melhor sistema de
reparo do DNA
