Comparison of the Efficacy of Different Methods of Treatment of Severe Local Radiation Injuries in an Experiment

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Purpose: To compare the effectiveness of different methods of treating severe local radiation injuries (LRI) under the same experimental conditions. Material and methods: Male rats of the Wistar-Kyoto inbred line were locally irradiated in the ilioplumbar region of the back using an X-ray unit LNK-268 at a dose of 110 Gy (tube voltage 30 kV, current 6.1 mA, Al filter 0.1 mm thick), at a dose rate of 20.0 Gy/min. The area of the irradiation field was 8.2 cm2. Such radiation exposure led to the occurrence of severe LRI in rats with long-term non-healing skin ulcers, without critical radiation exposure to the underlying tissues. For the treatment of severe LRI, surgical methods, cell or drug therapy were used, which were used separately from each other. Treatment began on the 28th day after local irradiation, that is, during the period when the radiation ulcer had already formed and regenerative processes began to activate in the affected area. Various surgical approaches were used: from complete excision of the radiation ulcer to removal of various volumes of necrotic tissue within the radiation ulcer. Cell therapy consisted of transplantation of syngeneous cells of the stromal vascular fraction of adipose tissue or cultured syngeneous multipotent mesenchymal stromal cells. The cells were injected subcutaneously around the radiation ulcer twice at 1-week intervals. For drug therapy of severe local radiation injuries, we used a veterinary complex antibiotic ‒ levotetrasulfin forte, as well as drugs that affect the microcirculation and trophism of irradiated tissues – pentoxifylline and detralex. The drugs were used once a day from the 28th to the 49th day after irradiation. Results and coclusion: The use of surgical methods, cell or drug therapy facilitated the course of the pathological process and accelerated the healing of radiation ulcers. However, different treatments for severe LRI have had different efficacy. In terms of the rate and quality of healing of severe local radiation injuries, drug therapy is less effective than cellular therapy, and cell therapy is less effective than complete surgical excision of radiation ulcers.

About the authors

Yu. B. Deshevoi

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: iury.deshevoi@yandex.ru
Moscow

V. G. Lebedev

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: iury.deshevoi@yandex.ru
Moscow

T. A. Nasonova

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: iury.deshevoi@yandex.ru
Moscow

O. A. Dobrynina

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: iury.deshevoi@yandex.ru
Moscow

A. S. Umnikov

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: iury.deshevoi@yandex.ru
Moscow

T. A. Astrelina

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: iury.deshevoi@yandex.ru
Moscow

A. S. Samoylov

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: iury.deshevoi@yandex.ru
Moscow

V. Yu. Soloviev

A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: iury.deshevoi@yandex.ru
Moscow

References

  1. Radiatsionnaya Meditsina. Rukovodstvo dlya Vrachey-Issledovateley i Organizatorov Zdravookhraneniya = Radiation Medicine: A Guide for Medical Researchers and Health Care Organizers. Vol.2 Ed. L.A. Il’in Moscow, IzdAT Publ., 2001. 432 p. (In Russ.).
  2. Nadezhina N.M., Galstyan I.A. Lecheniye Mestnykh Luchevykh Porazheniy = Treatment of Local Radiation Lesions. Ed. K.V.Kotenko., A.Yu.Bushmanov. Moscow, Burnasyan Federal Medical Biophysical Centre Publ., 2013. 99 p. (In Russ.).
  3. Masaki Fujioka. Surgical Reconstruction of Radiation Injuries. Advances in Wound Care. 2014;3;1:25-37.
  4. Francois S., Mouiseddine M., Mathieu N., Semont A., Monti P.,Dudoignon N., Sache A., Boutarfa A., Thierry D., Gourme-lion P., Chapel A. Human Mesenchymal Stem Cells Favour Healing of the Cutaneous Radiation Syndrome in a Xenogenic Transplant Model. Annals of Hematology. 2007;86;1:1–8.
  5. Kotenko K.V., Eremin I.I., Moroz B.B., Bushmanov A.Yu., Nadezhina N.M., Galstyan I.A., Deshevoy Yu.B., Lebedev V.G., Nasonova T.A., Dobrynina O.A., Lyrshchikova A.V. Cell Technologies in the Treatment of Radiation Burns: Experience Burnasyan Federal Medical Biophysical Centre. Kletochnaya Transplantologiya i Tkanevaya Inzheneriya = Cell Transplantology and Tissue Engineering. 2012;7;2:97-102 (In Russ.).
  6. Deshevoy Yu.B., Nasonova T.A., Dobrynina O.A., Deyev R.V., Lebedev V.G., Lyrshchikova A.V., Astrelina T.A., Moroz B.B. Experence of Application of Syngeneic Multipotent Mesenchymal Stem Cells (MMSC) Adipose Tissue for Treatment of Severe Radiation Skin Lesions at Various Intervals after Exposure in the Experiments. Radiatsionnaya Biologiya. Radioekologiya = Radiation Biology. Radioecology. 2020;60;1: 26-33 (In Russ.).
  7. Deshevoy Yu.B., Lebedev V.G., Nasonova T.A., Dobrynina O.A., Lyrshchikova A.V., Astrelina T.A., Moroz B.B. Comparative Effectiveness of Singful Cultivated Mesenchymal Stem Cells (MMSC) and Freshly Isolated Cells of Stromal-Vascular Fraction (SVF) of Fat Tissue in the Treatment of Severe Local Radiation Lesions in the Experiment. Radiatsionnaya Biologiya. Radioekologiya = Radiation Biology. Radioecology. 2021;61;2:151-157 (In Russ.)
  8. Brunchukov V.A., Astrelina T.A., Nikitina I.V., Kobzeva I.V., Suchkova Yu.B., Usupzhanova D.Yu., Rastorguyeva A.A., Karaseva T.V., Gordeyev A.V., Maksimova L.A., Naumova L.A., Lishchuk S.V., Dubova Ye.A., Pavlov K.A., Brumberg V.A., Makhova A.Ye., Lomonosova Ye.Ye., Dobrovol’skaya Ye.I., Bushmanov A.YU., Samoylov A.S. Experimental Treatment of Radiation Skin Lesions with Mesenchymal Stem Cells and with Conditioned Media. Meditsinskaya Radiologiya i Radiatsionnaya Bezopasnost’ = Medical Radiology and Radiation Safety. 2020;65;1:5-12 (In Russ.).
  9. Deshevoy Yu.B., Nasonova T.A., Dobrynina O.A., Lebedev VG, Astrelina T.A., Samoylov A.S. The Effect of Drugs that Normalize Blood Supply and Trophism of Irradiated Tissues, as well as a Broad-Spectrum Antibiotic on the Course of Severe Local Radiation Injuries in Rats. Meditsinskaya Radiologiya i Radiatsionnaya Bezopasnost’ = Radiation Biology. Radioecology. 2021;66;2:5-12 (In Russ.).
  10. Kotenko K.V., Moroz B.B., Nasonova T.A., Dobrynina O.A, Lipengol’ts A.D., Gimadova T.I., Deshevoy YU.B., Lebedev V.G., Lyrshchikova A.V., Yeremin I.I. Experimental Model of Severe Local Radiation Injuries of the Skin After X-Rays. Patologicheskaya Fiziologiya i Eksperimental’naya Terapiya = Pathological Physiology and Experimental Therapy. 2013;57;4:121-123 (In Russ.).
  11. Isakson M., C.de Blacam, Whelan D. McArdle A., Glove A.J. Mesenchymal Stem Cells and Cutaneous Wound Healing: Current Evidence and Future Potential. Review Article. Hundawi Publishing Corporation. Stem Cells International (Internet). 2015. Article ID 831095. 12 p. URL: https://dx.doi.org/10.1155/2015/831095.
  12. Benfar M., Javanmardi S., Sarrafzadeh-Rezaei F. Comparative Study on Functional Effects Allotransplantation of Bone Marrow Stromal Cells and Adipose Derived Stromal Vascular Fraction on Tendon Repair: a Biomechanical Study in Rabbits. Cell J. 2014;16;3:263-270.
  13. Bourin P., Bunnell B.A., Casteilla L., Dominici M., Katz A.J., March K.L., Rendl H., Rubin J.P., Yoshimura K., Gimble J.M. Stromal Cells from the Adipose Tissue-Derived Stromal Vascular Fraction and Cultured Expanded Adipose Tissue-Derived Stromal/Stem Cells: a Joint Statement of the International Federation for Adipose Therapeutics and the International Society for Cellular Therapy (ISCT). Cytotherapy. 2013;15:641-648.
  14. Kolev M., Donchev N., Borov M. Experimental Research on the Toxicity of Pharmapentoxifylline. Exp. Med. Morphol. 1990;29;4:57-61.
  15. Product Monograph. PrTRENTAL®. ATC Code: C04AD03. Sanofi-Aventis Canada Inc. Date of Revision: March 30, 2011. 21 p.
  16. Man M.Q., Yang B., Elias P.M. Benefits of Hesperidin For Cutaneous Functions. Hindawi Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine (Internet). 2019. Article ID 2676307. 19 p. URL: https://doi.org/10.1155/2019/2676307.
  17. Gunik A.V., Parshin P.A., Vostroilova G.A. Parameters of Toxicity of the Complex Antimicrobial Drug Levoterasulfine Forte. The Materials of the International Scientific And Practical Conference Aktual’nyye Problemy Bolezney Molodnyaka v Sovremennykh Usloviyakh =Actual Problems of Diseases of Young Animals in Modern Conditions, September 23-25, 2002. Voronezh Publ., 2002. P.11 (In Russ.).
  18. Lataillade J.J., Doucet C., Bey E., Carsin H., Huet C., Clairand I., Bottollier-Depois J.F., Chapel A., Ernou I., Gourven M., Boutin L., Hayden A., Carcano C., Buglova E., Joussemet M., Revel T., Gourmelon P. New Approach to Radiation Burn Treatment by Dosimetry-Guided Surgery Combined with Autologous Mesenchymal Stem Cell Therapy. Regen. Med. 2007;2:785–794.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».