Las plataformas de irradiación de rayos X para animales pequeños están ampliando las capacidades y las vías futuras de la investigación en radiobiología. Mientras tanto, la radioterapia de protones está pasando a una modalidad de tratamiento estándar en la caja de herramientas de radioterapia de precisión del médico, destacando una brecha entre la radioterapia clínica de vanguardia y la investigación de radiobiología en animales pequeños. La investigación comparativa de las diferencias biológicas entre los haces de protones y rayos X podría beneficiarse de un sistema integrado de irradiación de pequeños animales para experimentos in vivo y los correspondientes protocolos de garantía de calidad (QA) para garantizar el rigor y la reproducibilidad. El objetivo de este estudio es incorporar un haz de protones en una plataforma de radioterapia de pequeños animales mientras se implementa QA siguiendo el modelo de protocolos clínicos. Se instaló una plataforma de investigación de radiación de rayos X para animales pequeños (SARRP) de 225 kV sobre rieles para alinearse con una línea de luz experimental de protones modificada de un sistema clínico basado en ciclotrón de 230 MeV. Se produjeron picos de Bragg colimados y extendidos (SOBP) con parámetros de haz compatibles con la irradiación de animales pequeños. Se midieron las características del haz de protones y se evaluó la reproducibilidad de la alineación con el isocentro del sistema de rayos X. Se diseñó un protocolo de control de calidad para garantizar una alineación y una calidad constante del haz de protones. Como estudio preliminar, se utilizó el daño celular mediante tinción de inmunofluorescencia γ-H2AX en un modelo de tumor de ratón irradiado para verificar el rango del haz in vivo. La línea de haz se encargó para producir picos de Bragg con un rango de 4-30 mm en agua a 2 Gy min-1. Los SOBP se entregaron con un ancho de hasta 25 mm. La alineación del haz de protones con el sistema de rayos X coincidió con 0.5 mm. Se creó un fantasma de control de calidad para garantizar una alineación reproducible de la plataforma y verificar la entrega del haz. La tinción con γ-H2AX verificó el rango de protones esperado in vivo. Se desarrolló un sistema de investigación de rayos X / protones de animales pequeños guiado por imágenes para permitir investigaciones in vivo de los efectos radiobiológicos de los haces de protones, estudios comparativos entre haces de protones y rayos X e investigaciones sobre nuevos métodos de tratamiento de protones.
Kim MM, Irmen P, Shoniyozov K, Verginadis II, Cengel KA, Koumenis C, Metz JM, Dong L, Diffenderfer ES.
