Первичная оценка радиобиологического ответа на облучение ускоренными ионами углерода in silico и in vivo

В представленной работе исследуются вопросы радиобиологической эффективности облучения ионами углерода, получаемыми на ускорительном комплексе У70. Особое внимание уделено комплексному подходу, сочетающему расчётные (in silico) методы на базе ранее разработанного программного обеспечения и экспериментальные исследования (in vivo) на лабораторных животных с перевиваемыми опухолями. Такой подход позволяет уточнить пространственноэнергетические характеристики пучка ускоренных ионов, установить оптимальные условия формирования пика Брэгга, а также оценить влияние вторичных частиц на итоговый радиобиологический эффект. Целью исследования являлось проведение комплексной оценки относительной биологической эффективности ионного пучка. Оценка выполнялась на основании экспериментально измеренных поглощённых доз и прямого наблюдения динамики роста опухоли после облучения, с использованием специально разработанных математических и программных средств для валидации и прогнозирования спектра излучения и характеристик линейной передачи энергии. Оценку поглощённых доз в экспериментальных исследованиях проводили с помощью ионизационных камер, размещаемых в оснастке для позиционирования объектов. После облучения, проводимого на 12 сутки после имплантации опухоли саркомы М1, осуществляли серии наблюдений за динамикой роста опухолей у крыс на протяжении 25 сут. Результаты продемонстрировали высокий уровень радиобиологического ответа при облучении ионами углерода, что, в первую очередь, обусловлено повышенной линейной плотностью ионизации и интенсивным формированием кластерных повреждений ДНК. В экспериментах также была подтверждена важность строгого дозиметрического контроля и корректного учёта индивидуальных особенностей организмов при анализе терапевтического эффекта. Таким образом, интеграция моделирования и экспериментов in vivo в рамках комплексного подхода обеспечивает более глубокое понимание механизмов взаимодействия тяжёлых ионов с биологическими объектами, повышает точность прогнозирования эффективности лечения и формирует основу для дальнейшей оптимизации протоколов ионной терапии в онкологии.